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山本 昌亘; 野村 昌弘; 島田 太平; 田村 文彦; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 杉山 泰之*; 吉井 正人*
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2017(11), p.113G01_1 - 113G01_24, 2017/11
被引用回数：2 パーセンタイル：21.19(Physics, Multidisciplinary)J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)では、陽子のバンチが二つ加速器リングを周回している。そして陽子にエネルギーを与える加速電圧も、周回周波数の2倍の周波数で発生させている。このため、大強度ビームの場合バンチが加速空胴を通過する度にウエイク電圧を誘起するが、ウエイク電圧のフーリエ成分も偶数次が主成分となり、奇数次成分はほとんど観測されないはずと考えられていた。実際に加速初期には奇数次成分はほとんど観測されないが、時間とともに増大しビーム損失を起こす現象が観測された。ビーム測定の結果から、奇数次のウエイク電圧がバンチの位置だけでなく形状も同時に振動させていることが示唆された。この振動は奇数次成分をさらに増大させるため、振動が収まらなくなる。ビームシミュレーションはビーム測定の結果をうまく再現し、奇数次のウエイク電圧が極端な高周波バケツ変形を引き起こしてビーム損失に至る様子が確認された。以上のことから、予めマイナーハーモニック成分にもビーム負荷補償システムを導入すればビーム損失が防げることが示されたので、加速器の放射化を減らし安定なビーム運転に貢献することが期待される。
漆原 あゆみ*; 児玉 靖司*; 横谷 明徳
Mutation Research; Genetic Toxicology And Environmental Mutagenesis, 766, p.29 - 34, 2014/05
被引用回数：11 パーセンタイル：36.99(Biotechnology & Applied Microbiology)Ionizing radiation induces genetic instability in the progeny of irradiated cells. Previous studies suggest that DNA double strand-breaks (DSBs) and subsequent repair processes are involved in the induction of genetic instability. Since it seems unlikely that DSBs persist trough several cycle of cell division, we hypothesize that some DNA lesions that remained after repair of DSBs is relevant to the induction of genetic instability. To elucidate whether genetic instability is induced by non-DSBs type of damage, particularly oxidative base lesions, we transferred irradiated chromosome into unirradiated recipient cells by microcell fusion. The transferred chromosomes were analyzed by whole chromosome painting fluorescence in situ hybridization (WCP-FISH). The microcell hybrids transferred with UV-A irradiated human chromosomes increased their ploidy. In addition, chromosome aberrations occurred not only in the UV-A irradiated human chromosome but also in the unirradiated mouse chromosomes, and the frequencies of these abnormalities were increased depending on the irradiation dose of transferred human chromosomes. These results suggest that the non-DSBs damage induced genetic instability.
諫山 明彦; JT-60チーム
Plasma Science and Technology, 8(1), p.36 - 40, 2006/01
被引用回数：4 パーセンタイル：14.66(Physics, Fluids & Plasmas)新古典テアリング不安定性(NTM)は正磁気シアプラズマにおいて理想限界よりも低いベータ領域で発生し、プラズマ性能を制限することから、その抑制手法の確立が急務となっている。JT-60UではNTMの抑制手法として、(1)NTM発生位置への電子サイクロトロン電流駆動/加熱によるNTMの安定化,(2)圧力・電流分布の最適化によるNTMの回避に取り組み、それぞれにおいて重要な知見を得て来た。本講演では、NTMの抑制; 安定化と回避に関してJT-60Uで得られた成果と課題を発表する。NTMの抑制においては、不安定化に働く自発電流項の寄与の減少、または安定化に働く分極電流項の寄与の増大が重要である。NTMを抑制した放電及びNTMが発生した放電の圧力・電流分布の発展をシミュレーションを援用して解析することにより、後者の寄与が大きいことが明らかになった。また、電子サイクロトロン電流駆動によるNTM安定化においては、電子サイクロトロン波のビーム幅,電子サイクロトロン駆動電流密度により安定化効果が大きく変わることを明らかにするとともに、安定化のために要請される電子サイクロトロン波のビーム幅と駆動電流密度の関係を明らかにした。
諫山 明彦; 大山 直幸; 浦野 創; JT-60チーム
Proceedings of 21st IEEE/NPSS Symposium on Fusion Engineering (SOFE 2005) (CD-ROM), 4 Pages, 2006/00
JT-60の電子サイクロトロン放射(ECE)測定装置において、信号対雑音(SN)比の改善及び電子温度揺動のトロイダル構造の測定を目的として、新しい観測窓及び導波路を導入した。従来は1系統の導波路を分岐して3つのECE測定装置(フーリエ変換分光装置,回折格子型分光装置,ラジオメータ)に接続していたため、ラジオメータのSN比が十分得られない場合もあったが、今回導入した導波路をラジオメータ専用とすることにより、SN比を従来の5倍程度とすることができた。また、今回導入した観測窓は従来の観測窓とトロイダル方向に60度離れていることから、両観測窓から同時にECEを測定することにより、不安定性のトロイダル構造を測定することができる。今回、回折格子型分光装置とラジオメータの同時測定を行った結果、ECE計測装置のみでトロイダルモード数を決定することに成功した。また、負磁気シア放電のコラプス発生後には、トロイダル方向,ポロイダル方向に異なった構造が現れることが明らかになった。
武智 学; 藤田 隆明; 石井 康友; 小関 隆久; 鈴木 隆博; 諫山 明彦; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 45(12), p.1694 - 1699, 2005/12
被引用回数：7 パーセンタイル：24.62(Physics, Fluids & Plasmas)強い内部輸送障壁(ITB)と中心に平坦な圧力区分布を有する負磁気シアプラズマは非常に高い閉じ込め性能を有するが、頻繁に低いベータにもかかわらずディスラプションに至る。ディスラプションに至るMHD揺動とMSEによる詳細な電流分布計測を行ったところ2つのタイプのディスラプションが観測された。一つは安全係数が整数付近で観測される前兆振動を伴わないものであり、もう一つは
10msの成長率を持つITB付近から表面まで広がるn=1の前兆振動を伴うものである。これらのディスラプションの特徴を説明するために次のような簡単なモデルを導入した。表面のMHD不安定性とこれと同じモード数に対応するITB付近のMHD不安定性が同時に不安定になった場合にディスラプションに至る。このモデルを用いると観測されるディスラプションは周辺部のモードがトリガーとなるものと内部のモードがトリガーとなるものに分類可能であることがわかった。
川俣 陽一; 米川 出; 栗原 研一
平成16年度大阪大学総合技術研究会報告集(CD-ROM), 4 Pages, 2005/03
トカマク型装核融合置特有の現象としてプラズマ不安定性発生時、磁場の急激な変動で磁場センサーにパルス的高電圧が誘起され積分計測結果に「飛び」として誤差が発生する。この高電圧への対策として、想定される最高電圧を増幅器の測定レンジ内に留める充分な電圧減衰回路(アッテネータ)を前段に入れた入力チャンネルを、通常レンジのチャンネルとともに並列に常時信号入力を行う多入力電圧レンジ一体型方式の積分器を開発した。低電圧側レンジのチャンネルには、過電圧を短絡する回路を設けることで高電圧発生時にはダイナミックに回路構成が変化し、低電圧レンジから高電圧レンジまで連続で積分可能なように設計した。この積分器をJT-60のプラズマ実験放電で使用したところ、開始当初は設計通り過電圧による「飛び」を解消していたが、プラズマ不安定性による高電圧入力の繰り返しで「飛び」の解消が不安定となった。この原因は、過電圧短絡回路に使用している半導体素子が、高電圧時の過電流の繰り返しにより特性が変化したことによるものと推定した。試験結果の解析や検討をもとに、次のステップとして、高電圧信号を繰り返し入力しても動作特性の変化が無い過電圧短絡回路の開発を対策方針とした。ここでは、開発中の大容量過電圧短絡回路付きの積分器開発について報告する。
藤堂 泰*; 篠原 孝司; 武智 学; 石川 正男
Physics of Plasmas, 12(1), p.012503_1 - 012503_7, 2005/01
被引用回数：51 パーセンタイル：82.4(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおける高エネルギーイオン駆動不安定性を磁気流体と高エネルギー粒子のためのシミュレーションコードを用いて調べた。不安定モードの空間分布は安全係数分布が平坦なプラズマ中心付近で最大値をとる。この不安定モードはトロイダルアルヴェン固有モード(TAE)ではない。空間分布がTAEとして予想される位置と異なっており、 m/n=2/1の一つの主成分で構成されていることがその理由である。ここで、m, nはポロイダル及びトロイダルモード数である。この不安定モードの実周波数は、実験における速い周波数掃引モードの開始周波数に近い値である。シミュレーション結果は、高エネルギーイオン軌道幅と高エネルギーイオン圧力が不安定モード動径方向分布幅を非常に大きくすることを示している。調べた高エネルギーイオン軌道幅の中で最小値の場合は、不安定モードは小半径の20%以内に局在している。これは、磁気流体効果のみで誘導できる空間分布幅の上限を与える。JT-60Uの実験条件においては、高エネルギーイオンは不安定モード空間分布の半径方向の幅を3倍に広げている。この不安定モードは主として高エネル ギー粒子によって誘導されているのである。
磯部 光孝*; 篠原 孝司
プラズマ・核融合学会誌, 80(12), p.1036 - 1043, 2004/12
磁気閉じ込めプラズマの損失高エネルギーイオン計測について記述する。プラズマ中における高エネルギー粒子の計測は、系内に閉じ込められた状態を計測するものと、系外へ損失してくるものを測定するものとに分けられる。本講座で述べる損失粒子計測とは、プラズマ外へ損失してくる高速イオンを真空容器内で、エネルギー並びに時間分解よく直接的に検出し、得られた損失高速イオンデータの解析から、高速イオンの閉じ込めの様子や損失過程について調べようというものである。初めに代表的な計測法として半導体検出器,シンチレータプローブ,ファラデーカップ型プローブの基本原理の説明を行い、次に具体的な事例を紹介する。具体的な実験事例としてTFTR, JFT-2M, CHS, W7-ASのものを紹介する。
長崎 百伸*; 諫山 明彦; 林 伸彦; 小関 隆久; 武智 学; 大山 直幸; 井手 俊介; 山本 聡*; JT-60チーム
Proceedings of 20th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2004) (CD-ROM), 8 Pages, 2004/11
本論文では、JT-60Uにおける電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)による
の新古典テアリングモード(NTM)の安定化研究の成果を記述している。NTMの成長が飽和した後にECCDを行った場合とNTMの発生前にECCDを行った場合(早期入射)とで安定化効果の比較を行った結果、NTM発生前にECCDを行う方が安定化効果が大きいことが明らかになった。また、第2高調波XモードのECCDによりNTMを安定化し
を5秒間維持することに成功した。さらに、NTMを記述する修正Rutherford方程式を1.5次元輸送コードTOPICSに統合することによりNTMの成長・消滅過程のシミュレーションを行った。その結果、シミュレーションはNTMの時間発展に関する実験結果をよく再現することが明らかとなった。同時に、早期入射の実験結果はシミュレーションでは再現できず、実験結果を説明するには早期EC波入射による自発電流やテアリングパラメータの変化を考慮する必要があることも明らかとなった。
discharges and real-time control of current profile in JT-60U鈴木 隆博; 諫山 明彦; 坂本 宜照; 井手 俊介; 藤田 隆明; 竹永 秀信; Luce, T. C.*; Wade, M. R.*; 及川 聡洋; 内藤 磨; et al.
Proceedings of 20th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2004) (CD-ROM), 8 Pages, 2004/11
JT-60Uは2003年に制御系の長放電時間化改造を行い、高
プラズマの定常化を達成した。規格化圧力2.5のプラズマを不安定性の発生なしで、電流分布が定常に達する15.5秒間(電流拡散時間の9.5倍)維持した。また、不安定性の発生し易い位置と不安定性を引き起こす圧力勾配の大きな位置をずらすような電流分布を実現することで、さらに高い規格化圧力3を準定常(電流拡散時間の3.3倍)維持することに成功した。適切な電流分布を実現することが高性能プラズマにとって重要であるので、電流分布の実時間制御システムを開発し、安全係数分布を目標値まで制御することに成功した。
井田 真人; 谷口 伸行*
日本流体力学会年会2004講演論文集, p.122 - 123, 2004/08
ガウシアン・フィルタリングされたナビエ・ストークス方程式の数値的安定性について理論的に議論する。われわれの最近の研究により、不適切に大きなフィルター幅を用いた場合には、平均場に存在する線形のせん断が時間変動成分を数値的に不安定にすることが明らかになった。これはガウシアン・フィルタリングによって数値不安定項が派生されることからくる問題である。本報告では、サブグリッド・スケール応力項の展開式及び任意階空間微係数の安定性解析に基づき、その数値安定性解析を拡張する。本解析手法による理論的結果は、多くの場合に数値不安定項が現れることを示唆している。
n cascades in tokamaksKonovalov, S. V.; Mikhailovskii, A. B.*; Shirokov, M. S.*; 小関 隆久
Physics of Plasmas, 11(5), p.2303 - 2306, 2004/05
被引用回数：11 パーセンタイル：34.74(Physics, Fluids & Plasmas)トカマクにおけるアルフェンカスケード問題における熱プラズマの局所的密度勾配の効果を理論的に解析した。アルフェンカスケードモードは、円柱モデルを理論的に示し、Breizmanらによって示されたトロイダルMHD効果より大きいことを明らかにした。このため、イオンの軌道幅より密度勾配の局所性が十分小さい場合は、熱プラズマ密度勾配の役割が支配的である。
榊原 悟*; 栗原 研一
プラズマ・核融合学会誌, 80(5), p.364 - 371, 2004/05
磁場閉じ込めプラズマ核融合装置における磁気計測の最近の進展について解説する。長時間あるいは定常運転におけるプラズマ制御や平衡物理量評価に向けた検討が進む中で、長時間積分器の開発が一つの重要な課題となっている。また、核融合中性子の重照射環境下においても耐久性のある磁気センサー開発も同様に重要な課題である。本解説では、これら長時間積分器及び磁気センサーについて現状を概観する。
及川 聡洋
JAERI-Research 2003-028, 134 Pages, 2004/01
JAERI-Research-2003-028.pdf:7.73MB
負イオン中性粒子ビーム(N-NB)による電流駆動の研究を行った。動的Stark効果偏光計を用い、N-NB駆動電流を広範囲な電子温度領域にわたって計測した。NB電流駆動はビームエネルギーと電子温度とともに増加するという理論予測を検証した。プラズマ電流1.5MAにおいて高閉じ込め,高ベータ,完全電流駆動,NBの電流駆動効率の最高値
を同時達成した。これらの結果は将来の核融合炉におけるNB電流駆動性能の予測性にさらなる信頼を与えた。一方、MHD不安定性によりNB電流駆動が減少することも判明した。ビーム駆動型不安定性によりN-NB高速イオンが輸送され駆動電流が7%減少した。新古典テアリングモードについては、中性子発生率と高速イオン圧力の計測値と理論値の比較から、磁場揺動の増加とともに高速イオン損失が増大すること,粒子のエネルギーが高い程より大きな輸送をうけることを明らかにした。
沢村 勝; 羽島 良一; 菊澤 信宏; 峰原 英介; 永井 良治; 西森 信行
Free Electron lasers 2003, p.II_31 - II_32, 2004/00
エネルギー回収型FELにおいて、周回電子ビームが軌道中心からずれると横方向の高調波を励起し、周回ビームと高調波が同期してしまうと高調波が増幅され、電子ビームが横方向にキックされビームが不安定になる恐れがある。そこで、原研超伝導リニアックFELのHOM特性を調べるとともに、横方向HOMによるビーム不安定性を調べる数値解析コードを開発し、電流制限は数A以上と十分大きいことがわかった。さらに空洞内で励起されている各高調波の周波数,パワーを詳細に解析することにより、エネルギー回収時に強く励起されるモードを特定し、計算結果と比較することによりHOM不安定性を詳細に分析した。
Belo, P.*; Buratti, P.*; Buttery, R. J.*; Hender, T. C.*; Howell, D. F.*; 諫山 明彦; Joffrin, E.*; Nave, M. F. F.*; Sips, G.*
Proceedings of 31st European Physical Society Conference on Plasma Physics, Vol.28B, p.1 - 170, 2004/00
先進トカマク運転の1つであるハイブリッドシナリオは、中心の安全係数が1-1.5で磁気シアが小さい領域が広いという特徴があり、高い閉じ込め性能とMHD安定性を持っている。JETのハイブリッドシナリオ運転において現れた
の新古典テアリング不安定性(NTM)の特性を解析した(
, 
はそれぞれポロイダル,トロイダルモード数)。その結果、NTMの発生時の条件は、(1)Lモードで発生する場合,(2)Hモードでかつ
が存在する場合,(3)Hモード時で自発的に発生する場合、に分類できることがわかった。(1)は
0(はテアリングパラメータ)により発生したと考えられる。(2)のような場合、鋸歯状振動とfishbone振動が現れるが、NTMの発生時刻が鋸歯状振動崩壊の時刻と一致しないことから、fishbone振動との関連が大きいと考えられる。(3)は解析を行った放電の約半分を占めるが、発生機構は明らかになっていない。また、ハイブリッドシナリオ実験において、NTMによる閉じ込め性能への影響は小さく10%以下であったが、これはの有理面がプラズマ中心部にあるためと考えられる。また、のNTMは
のNTMやELMの影響を受けることも明らかになった。
during counter NB諫山 明彦; 大山 直幸; 藤田 隆明; 稲垣 滋*; 渡邊 清政*; 東井 和夫*
Annual Report of National Institute for Fusion Science; April 2003 - March 2004, P. 23, 2003/10
一般にヘリカル系ではプラズマ電流がトロイダル磁場と逆方向に増加するとメルシエ安定性が増加すると考えられている。しかし、LHD実験において逆方向NB入射で負方向のプラズマ電流が大きいとき、に局在した不安定性が観測された。この不安定性の特性を明らかにするため、NB入射方向の切替や密度スキャンの実験および計算コードによる安定性解析を行い、以下の結果が得られた。(a)NBを逆方向から順方向に切り替えた場合、プラズマ電流が負に大きい場合でも不安定性は現れなかったが、順方向から逆方向に切り替えると、逆方向NB入射後数100ms後に不安定性が現れた。このことは、不安定性の発生原因がプラズマ電流の値ではなく逆方向NB入射であることを示唆している。(b)不安定性は、正弦波状振動,鋸歯状振動、両者が混合した振動に大別できる。正弦波状振動はより高い密度領域(
m
)で現れ、鋸歯状振動は低密度領域(
m)で現れる。(c)この不安定性は低磁場領域(
T)でも現れた。不安定性の周波数は1-2kHzでに局在していて、
Tの場合と同様の特性を示す。(d)実験時の分布を用いてメルシエ安定性の解析を行った結果、一般的に考えられているように負方向に電流が増加するほど安定性が向上することがわかった。
長崎 百伸*; 諫山 明彦; 井手 俊介; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 43(10), p.L7 - L10, 2003/10
被引用回数：48 パーセンタイル：79.65(Physics, Fluids & Plasmas)高ベータトカマクプラズマにおいては自発電流により新古典テアリングモード(NTM)が発生する可能性がある。NTMは閉じ込め性能を劣化させるので、電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)により安定化する必要がある。これまで、JT-60UではNTMの成長が飽和した後に電子サイクロトロン(EC)波を入射し安定化を実証してきたが、今回、ECをNTM発生前に入射(「早期EC入射」と呼ぶ)したときのNTMの抑制効果を調べた。その結果、早期EC入射によりNTMの揺動レベルが抑えられることや、NTMを完全に抑制するために必要なECパワーが約20%低減できることが明らかになった。また、早期EC入射の場合でも、NTM抑制効果はEC入射角に強く依存することが明らかになった。
沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 羽島 良一; 西森 信行; 峰原 英介
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.384 - 386, 2003/08
原研エネルギー回収型自由電子レーザーリニアック(ERL-FEL)において大電流加速の時に問題となる高調波モード(HOM)不安定性を調べるため、電子ビーム加速時に空洞内で励起されるHOM電力を各HOMカップラーを通して外部に取出し、そのパワースペクトラムを測定した。HOM不安定性に対する各HOMのしきい値電流と比較を行った。
石井 康友; 安積 正史; 岸本 泰明; Leboeuf, J. N.*
Nuclear Fusion, 43(7), p.539 - 546, 2003/07
逆転(負)磁気シアプラズマで重要となるダブルティアリングモード(DTM)に新しい磁気再結合現象を伴う非線形不安定化過程が存在することを明らかにした。この非線形不安定化過程は、抵抗性時間スケールでの長時間成長における、磁気島の三角変形に伴った局所的な電流シート(電流点)形成に起因する。その結果引き起こされるDTMの急激な成長領域では、成長率の抵抗値依存性が非常に弱くなることがわかった。この過程は、JT-60Uの負磁気シアプラズマの低ベータディスラプションで観測されている時間遷移現象と対応する可能性がある。
