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大平 茂; 林 巧; 中村 博文; 小林 和容; 田所 孝広*; 中村 秀樹*; 伊藤 剛士*; 山西 敏彦; 河村 繕範; 岩井 保則; et al.
Nuclear Fusion, 40(3Y), p.519 - 525, 2000/03
被引用回数：24 パーセンタイル：58.99(Physics, Fluids & Plasmas)ITER(国際熱核融合実験炉)の燃料サイクルにおけるトリチウムの安全取り扱い、制御をより良いものにするため「その場」での効率的なトリチウム計量技術が原研トリチウム工学研究室で開発された。レーザーラマン分光法を用いた燃料プロセスガスの遠隔・多点分析法が開発、試験され、120秒の測定時間に0.3kPaの検出限界で水素同位体を測定できることが実証された。25gのトリチウム貯蔵容量を持った「通気式」熱量ベッドが開発され、100gのトリチウム貯蔵容量を持ったベッドの設計においてもITERで要求される検出限界1%(1g)を満足することを実証した。これらの計量技術の開発はITER工学設計活動の下で行われ、それぞれITERの最終設計において取り入れられている。本論文においては、それぞれのシステムの概要及び実証試験の結果について述べた。
山西 敏彦; 小西 哲之; 林 巧; 河村 繕範; 岩井 保則; 丸山 智義*; 角田 俊也*; 大平 茂; 中村 博文; 小林 和容; et al.
Fusion Technology, 34(3), p.536 - 540, 1998/11
原研トリチウムプロセス研究棟において核融合炉燃料循環模擬ループを組み上げ、ITER条件での試験を行った。模擬ループは、電解反応器及びパラジウム拡散器を用いた燃料精製システム,深冷蒸留塔を用いた同位体分離システムから成る。模擬プラズマ排ガスとして、水素同位体混合ガス(トリチウム量1g)にメタン等不純物を添加してループに供給し、実証試験を行った。その結果、燃料精製システムから純粋な水素同位体のみを同位体分離システムに送ること,同位体分離システムからトリチウムを含まないHを抜き出すことを実証した。今回新たに得られた実証試験結果としては、電解反応器によりメタンを分解して水素として回収すること,同位体分離システムに設置したレーザーラマンにより、遠隔実時間分析が可能であることを示したことが挙げられる。
大平 茂; 林 巧; 中村 博文; 小林 和容; 田所 孝広*; 中村 秀樹*; 伊藤 剛士*; 山西 敏彦; 河村 繕範; 岩井 保則; et al.
Fusion Energy 1998, 3, p.1069 - 1072, 1998/10
ITERの燃料サイクルにおけるトリチウムの安全取り扱い及び制御技術向上のためにより効率的なトリチウムの「その場」分析・計量技術を開発・実証する必要がある。このため原研トリチウムプロセス研究棟において同位体分離システム(ISS)やトリチウム貯蔵システム(TSS)におけるトリチウム分析・計量技術をITER工学設計活動の一環として実施した。光ファイバーを用いたレーザーラマン分光分析システムにより、4つの測定点での同時ガス分析が、リアルタイムにサンプルガスを取る必要もなく、しかも高精度に行えることを実証した。また、通気式熱量計量ベッドを開発し、ベッド内を流通するヘリウム流の出入口の温度差によりトリチウムをその場で精度良く計量可能であることを実証した。これらのシステムはITERの分析・計量システムあるいは貯蔵・計量システムとして、その設計に採用された。
大平 茂; 奥野 健二
Fusion Technology, 30(3), p.869 - 873, 1996/12
DT核融合炉プラントでは燃料排ガスプロセス,同位体分離,燃料注入において実時間にその場でガス組成等を分析測定するシステムが必要である。しかも、各々の過程において複数の測定点で並行して分析する必要がある。既存のガスクロマトグラフ,質量分析などの方法は配管,排気系などシステムを複雑にするだけでなく、測定時間を短縮するのに難がある。われわれはこれまでにレーザーラマン分光法によりプロセスガス中の水素同位体,炭化水素の定性定量分析が可能で、実時間測定が可能であることを実証している。レーザーを測定点に導入しラマン散乱光を分光器に導くことを光ファイバーにより行い、検出器に感度のよい液体窒素冷却CCD検出器を用いることで遠隔にしかも短時間にプロセスガスの分析測定を行えるシステムを開発した。複数の分析測定点で同時に測定を行える多点分析測定システムについても考察する。
-CO system大平 茂; 中村 博文; 奥野 健二; Taylor, D. J.*; Sherman, R. H.*
Fusion Technology, 28(3), p.1239 - 1243, 1995/10
核融合炉施設においてトリチウムのベータ崩壊によって引き起こされる、プロセス中あるいは環境中のガスとの自己触媒的反応に関するデータは、安全評価のうえで重要となるが、ほとんど得られていない。日本原子力研究所のTPL及び米国ロスアラモス研究所のTSTAでは、プロセスガスのその場分析に応用しているレーザーラマン分光法を用いてトリチウムの自己触媒的反応の研究を進めている。本報告では反応性の高い一酸化炭素との反応に関して述べた。COとTを1:1に混合すると石英性ラマンセル内に約1時間半後に細粒状の固体反応生成物が出現した。この生成物のラマンスペクトルからは反応生成物を固定できなかったが、残留ガス分析の結果この生成物の原素組成はC:T:O=1.4:3.0:1.0となっていることが判明した。
林 巧; 中村 博文; 小西 哲之; 山西 敏彦; 井上 雅彦*; 平田 一弘*; 奥野 健二; 成瀬 雄二; Anderson, J. L.*; Barnes, J. W.*; et al.
JAERI-M 93-081, 35 Pages, 1993/03
原研は日米核融合研究協力協定AnnexIVに基づき、米国ロスアラモス国立研究所のTSTAにおいて核融合炉燃料ループの実証試験を行っている。本試験は、J-FCUとISSを連結した初の実験で、1)両システム連結運転上の制御特性、問題点の調査と2)レーザーラマン分光法によるISSの動特性測定を主目的として91年10月に行われた。試験中、上記連結上の問題はなく、ループ流量として2~10SLPM程度の領域で安定に運転できた。レーザーラマン分光測定は、短時間で非常に有効に作動し、ISSの動特性に関する知見を得た。本報告書は、上記試験の詳細結果をまとめたものである。
glasses大野 英雄; 長崎 正雅; 井川 直樹; 河村 弘
Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.473 - 476, 1991/00
被引用回数：8 パーセンタイル：66.02(Materials Science, Multidisciplinary)PbO-SiO系ガラス中のPb-O原子対は、PbO濃度が高い領域で共有結合性を有し、PbO濃度が減少するにつれイオン結合性を増すため、セラミックスあるいはガラスの放射線損傷を結晶構造あるいは原子間結合性との関連で研究するのに興味ある物質である。PbO-SiO系ガラスならびにSiO単体ガラスについて、JMTRを用い中性子照射(照射温度~70
C、速中性子照射量2
10
nf/cm
)を行い、レーザーラマン分光法によりPb-OならびにSi-O原子間結合性の照射効果を解析した。PbO-SiO系ガラスでは、中性子照射に伴い共有結合性の強い非架橋酸素数の少ない三次元網目構造が減少し、単純なSiO
単量体あるいは二量体など比較的小さなイオン種が増加する傾向がみられた。
田村 浩司; 小川 徹; 福田 幸朔
Journal of Nuclear Materials, 175, p.266 - 269, 1990/00
被引用回数：15 パーセンタイル：88.65(Materials Science, Multidisciplinary)ZrC酸化挙動をレーザーラマン分光法、X線回折法、走査型電子顕微鏡などを用い検討を行った。ZrCには、被覆粒子、微粉末を用い、酸化処理にはプラズマ酸化処理と空気中酸化処理を行った。プラズマ酸化して被覆炭素を除いたZrC粒子からはZrC
によるラマンスペクトルが得られたが、酸化物に対応したピークは得られなかった。一方、空気中加熱処理を行うと、ジルコニウム酸化物に対応したスペクトルが得られた。ZrC粉末を空気中酸化処理を行うと、X線回折パターンに酸化物に対応したピークが得られたが、プラズマ酸化処理によっては酸化物のピークは得られなかった。
