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Polevoi, A. R.*; Neudatchin, S.*; 白井 浩; 滝塚 知典
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(2), p.671 - 677, 1998/02
被引用回数：2 パーセンタイル：13.54(Physics, Applied)トカマク等の磁場閉じ込め核融合装置では、加熱パワーは対流熱損失、伝導熱損失及び放射損失によって失われる。この内放射損失はプラズマ外に設置したボロメータによって測定できるが、対流熱損失と伝導熱損失は実験的に分離されていなかった。本研究では中性粒子入射加熱(NBI加熱)停止直後にプラズマへの粒子補給が停止することに伴う、電子密度の減少と電子温度の上昇に着目し、実験データから対流熱損失を評価する手法を初めて開発した。この手法をJT-60Uプラズマに適用し、エネルギー閉じ込めの良好な高
Hモードプラズマでは、プラズマ中心領域におけるエネルギー損失の50%以上が対流熱損失によって失われることを明らかにした。
三枝 幹雄; 木村 晴行; 森山 伸一; 閨谷 譲; 藤井 常幸; 小出 芳彦; 近藤 貴; 佐藤 正泰; 根本 正博; 鎌田 裕; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 37, p.295 - 313, 1995/00
被引用回数：62 パーセンタイル：86.73(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uでの少数イオンのICRF加熱実験において、高トロイダルモード数のTAEモードを観測した。トロイダルモード数(n)を同定するために、接線入射の中性粒子入射加熱を用いて、プラズマ電流3MAのプラズマのトロイダル回転速度をスキャンさせ、そのドップラーシフトにより、n=7、8、9、10、11のTAEモードを確認した。TAEモードの数は、プラズマ電流の上昇とともに増加し、4MAでは9個のTAEモードを観測した。また、このときのトロイダルモード数は、13以上にまで達した。有理面近傍には、低トロイダルモード数のTAEモードを有する連続シアアルフベン共鳴スペクトルのギャップが存在しないことを明らかにし、TAEモードを励起する高速イオンの圧力勾配が局在化している時にはq分布制御でTAEモードが抑制できる可能性を示した。
白井 浩; 平山 俊雄; 小出 芳彦; 吉田 英俊; 内藤 磨; 佐藤 正泰; 福田 武司; 杉江 達夫; 安積 正史; D.R.Mikkelsen*; et al.
Nuclear Fusion, 34(5), p.703 - 727, 1994/00
被引用回数：7 パーセンタイル：31.22(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60及びTFTRでは、中性粒子入射(NBz)加熱時に荷電交換再結合分光(CXRS)によりイオン温度分布が測定されている。このイオン温度分布の実験値と、イオン温度勾配不安定性(
モード)及びドリフト波不安定性(捕捉電子モード等)に基づくイオン熱拡散係数
のモデルを用いて計算で得られた分布を比較した。JT-60のLモードプラズマでは広範囲なプラズマパラメータ領域において実験値と計算値は良い一致を示した。TFTRのLモードプラズマでは、プラズマの周辺領域において計算値は実験値よりも高くなった。プラズマの中心イオン温度が10keVを超える高イオン温度モードプラズマでは、イオン温度の分布は実験のそれに比べると平坦で、かつ中心イオン温度もかなり低いものになった。高イオン温度モードプラズマでは、これらの不安定性の安定化機構や他の輸送機構(熱ピンチ等)を考慮する必要がある。
柴沼 清
真空, 34(8), p.645 - 652, 1991/00
任意3次元構造内の圧力分布を計算するためのモンテカルロ法を用いた解析手法を提案した。本手法は以下の2つの特徴をもつ。1)複雑形状の3次元構造物から構成された解析モデルは集合理論と座標変換により容易に構築できる。2)3次元構造物から成る解析モデル内の圧力は、粒子の軌道に影響を与えない仮想面を通過する粒子数を累積することにより計算できる。このモンテカルロ法による解析手法をJT-60NBI真空容器内の圧力分布の計算に適用し、実験結果と比較した結果、解析結果は実験結果と比較的良い一致を示した。これにより、本解析手法は任意3次元形状内の圧力分布を計算する手法として非常に有効であることが確認された。
坂本 慶司; 今井 剛; 池田 佳隆; 上原 和也; 藤井 常幸; 三枝 幹雄; 本田 正男; 鈴木 紀男; 横倉 賢治; 関 正美; et al.
JAERI-M 87-061, 25 Pages, 1987/05
JT-60における低減混成波(LHRF)による電流駆動実験の初期結果の報告である。この実験は核融合炉クラスのトカマクにおけるRF電流駆動を実証する初の試みであるが、結果として、密度n
=0.3
10
m
のプラズマにおいて入射電力1.2MWのLHRF(周波数2GHz)により、プラズマ電流 I
F=1.7MA の電流駆動に成功した。これは現在までの非誘導型電流駆動実験で得られたものとしては世界最高の値である。尚,電流駆動効率 
Dは1.0~1.7であり、他の中型トカマクにおける値D=0.5~1.5 と比較して高い値を示しているが、中性粒子入射加熱と組合わせ入射を行なった場合 更に向上し、D=2.0~2.8が得られた。また、他の中型装置と同様にLHRFによる軟X線信号上のSawtooth信号の抑制が観測されたが、これはLHRFによるプラズマの安定化および閉じ込めの改良の可能性を示すものである。更に、LHRFによるプラズマ電流立上げ及びOHコイル電流の再充電を実証した。
木島 滋; 相川 裕史; 安積 正史; 星野 克道; 亀有 昭久*; 笠井 雅夫*; 狐崎 晶雄; 小林 朋文*; 松田 俊明; 宮 直之; et al.
JAERI-M 83-171, 39 Pages, 1983/10
かなり大きな間歇的エネルギー損失を伴う独特のアクティビティーが、中性粒子入射加熱時のタブレットIIIトカマクにおいて、しかも専ら閉じ込めの良い(Hモード)放電時に観測された。
pの上昇と共に、幅2-5msで約10ms間隔をもつ周辺リサイクリング光の大きなバーストの繰り返しが見られる。1回のバーストによってはき出されるエネルギーは蓄積全エネルギーの少くも2-3%に相当すると見積れる。この周期的なエネルギー損失は、プラズマ・エネルギーの最終到達値にして10%程抑制されている事に相当する。バーストに先立ち、ダイバータ部に大きなピークをもつ約20kHzでm=n=0の大きな磁場の揺動が観測された。これ以外に、全運転領域を通じて一般的に閉し込めの劣化或いは改善を支配していると思われるような特別のアクティビティーは観測されていない。
竹内 浩; 松田 俊明; 三浦 幸俊; 志甫 諒; 前田 彦祐; 橋本 清*; 林 和夫*
JAERI-M 83-146, 29 Pages, 1983/09
トカマクプラズマから放出される水素と重水素原子を同時に測定可能なエネルギー分析器が製作され、0.4KeV~9KeVのエネルギー範囲で質量とエネルギーに関して較正された。そしてイオンサイクロトロン波及び中性粒子ビームの入射によって加熱されたJFT-2トカマクプラズマにおける重陽子及び陽子の振舞いを調べるために、本分析器はJFT-2トカマクに装着され、十分な精度をもって各エネルギースペクトルは決定された。またエネルギースペクトルから定められたターゲットプラズマのイオン温度及び重陽子と陽子との密度比はそれぞれ不純物イオンラインのドップラー幅からのイオン温度及びH
とDの強度比からの値とそれぞれ一致した。
竹内 浩; 松田 俊明; 三浦 幸俊; 志甫 諒; 前田 彦祐; 橋本 清*; 林 和夫*
Japanese Journal of Applied Physics, 22(11), p.1709 - 1716, 1983/00
被引用回数：7 パーセンタイル：42.53(Physics, Applied)トカマクプラズマから放出される水素及び重水素原子を同時に測定できる質量分離型の中性粒子エネルギー分析器を製作し、0.4~9KeVの範囲で較正を行なった。そしてJFT-2トカマクにおけるイオンサイクロトロン及び中性粒子入射加熱時の重水素と水素の振舞いを調べるために、本分析器をJFT-2トカマクに装着した。その結果本分析器により各加熱のエネルギースペクトルは十分な正確さを持って決定されることがわかった。又そのエネルギースペクトルから得られるイオン温度は不純物イオン線のドップラー巾から得られる値と一致した。
中村 博雄; 仙石 盛夫; 前野 勝樹; 山本 新; 関 昌弘; 椛澤 稔
JAERI-M 82-065, 24 Pages, 1982/06
TiCおよびTiNコーティングされたモリブデンリミタ用のリミタ駆動機構系と、中性劉氏入射加熱されたJFT-2トカマクでの、TiC/Moリミタの熱負荷試験の初期結果について述べた。JT-60では、壁材不純物制御の一つとして、TiC/Mo第一壁の開発が行われており、種々の評価試験が行われている。JT-60実機への適用に先立ち、TiC/Moリミタのプラズマへの影響を調べる為と、トカマクプラズマ照射下でのTiCコーティングの付着特性を調べる為に、実機模擬のリミタ実験がJFT-2トカマクにおいて行なわれた。プラズマコンディショニングの後、再現性の有るプラズマが得られた。赤外線カメラによりリミタ温度が測定され、最高熱負荷は、1.5~6.5kw/cm
25msecであった。この条件下で、リミタ面には、アーク痕跡が見られたが、マイクロクラック、はがれや蒸発は見られなかった。今後、より高熱負荷の、より長パルスの実験が計画されている。
杉浦 俊男
JAERI-M 9902, 68 Pages, 1982/01
この総説は磁場閉じ込め形核融合炉のための「負イオンを基礎とした中性粒子入射」によるプラズマ加熱に寄与する目的で予備的に行われた調査報告である。まず一般的な負イオン生成の諸過程につき解説し、種々な方法で生成するHイオンの生成断面積とHイオンの中性化の断面積をまとめた。データは主として測定値であるが、一部理論計算の結果も含んでいる。
杉原 正芳; 笠井 雅夫*; 平岡 徹
Journal of Nuclear Science and Technology, 16(5), p.305 - 315, 1979/00
被引用回数：1中性粒子入射加熱によって得られる最大加熱パワーを半経験的に評価した。それを用いて不純物混入がある時の自己点火への立ち上げに必要なプラズマ小半径を求めた。不純物混入が多くなると、自己点火条件から求めたものより大きな小半径でないと自己点火に到達しない事を示した。
杉浦 俊男
質量分析, 27(4), p.217 - 245, 1979/00
負イオンの生成とその性質に関する総説を行った。先ず負イオンの生成過程につき述べ、電子捕獲については解離共鳴電子捕獲についての温度効果等につき述べ、イオン対生成,電荷交換につき述べた。電荷交換では長寿命高励起原子及びイオン化電圧の低い金属と中性粒子の電荷交換での負イオン生成につき概説した。次に電子親和力の説明とその測定方法について説明し、最後に磁場閉じ込め形核融合装置の第二段加熱に使用される中性粒子入射加熱への負イオンの使用につき総説した。なお先の技術情報誌登録No.A-9325の基になった総説であり、No.A-9325は頁数が限られていたため本総説を要約したものである。
大賀 徳道; 近藤 梅夫*; 松田 慎三郎; 小原 祥裕; 柴田 猛順; 白形 弘文; 菅原 亨*; 田中 茂
JAERI-M 7604, 101 Pages, 1978/03
ITS-2は、JT-60用中性粒子入射加熱装置のイオン源開発用テストスタンドとして核融合研究部加熱工学研究室に建設されたものである。JT-60用イオン源として要求される性能は、イオン源1台に当りビームエネルギーで50~100keV、ビーム電流で35Aである。従って、開発目標となるイオン源は、高エネルギー化のために従来のイオンビーム加速部に電極を1枚追加した2段加速型となる。本装置における加速電源もこれにともない、2つの系統をもちそれぞれ単独に、又は連動して加速電圧を印加することができ、その総和は最大100kV、40Aまで可能なものである。また、加速電源、減速電源の出力端には、高出力真空管(レギュレータ・バルブ)を配し、イオン源電極間での放電破壊を高速度でしゃ断し、電極の溶解を防いでいる。本報告書は、ITS-2の建設の経緯と、その構成および各部の性能についてまとめたものである。
炉設計研究室
JAERI-M 7262, 196 Pages, 1977/10
核融合実験炉(JXFR)用の中性粒子入射加熱装置の概念設計を行った。設計内容はイオン源単体の定格の決定及び構造設計、エネルギー回収系の回収効率及び熱入力の評価、クライオポンプの構造設計及び水素同位体の分離方法、冷却系設計、総合効率の評価と電源容量の決定等である。炉本体からの基本仕様に基き、各種パラメータの選定に当ってはかなりの程度の最適化を行った。イオン源の長寿命化を目的としてホローカソードイオン源を提案した。引出し電極の寿命は重水素イオンによるブリスタリングによって支配される。炉からの漏洩高速中性子及び放射線による影響は比較的小さい。エネルギー回収電極を接地する方式を採用した為、90%に近い回収効率が得られた。総合パワー効率は約40%である。必要とされる電源容量は45MWの入射パワーに対して約116MWである。
田中 茂; 柴田 猛順
JAERI-M 6778, 12 Pages, 1976/11
JFT-2用中性粒子入射加熱装置イオン源への水素ガス供給を、イオン源直前にリザーバー、電磁弁と可変リーク弁を設ける事によりパルス化した。パルス巾100msec、平均流量1
3Torr・l/secのガスの流れを流量変動率20%以内、立上がり時間15msec以下、立下がり時間40msecで得た。また、電磁弁と可変リーク弁の代りに、圧電素子弁を用いて同様の事を行ない、立上がり時間10mse、立下がり時間20msecのパルス化されたガスの流れを得ることが出来た。
松田 慎三郎; 伊藤 孝雄; 近藤 梅夫*; 小原 祥裕; 大賀 徳道; 柴田 猛順; 白形 弘文; 菅原 亨*; 田中 茂
JAERI-M 6431, 29 Pages, 1976/03
このレポートは昭和50年2月に完成した「ビーム入射加熱予備実験装置(ITS-1)」の構成と、テストスタンドを用いて測定された試作I型イオン源の特性についてまとめたものである。テストスタンドではビームパワーが30KV、12Aまでのイオン源をテストすることが出来、試作I型イオン源(7cm
デュオピガトロン)の平板電極を用いた実験では23KVで5.5Aの水素イオンビームを引出すことができた。
小原 祥裕; 松田 慎三郎; 白形 弘文; 田中 茂
JAERI-M 6438, 20 Pages, 1976/02
本論文は、アンペア級イオン源の多孔型引出し電極構造の改良によるビームの収束に関する計算及び実験結果について書かれている。日本原子力研究所に於いて、昭和51年度にJFT-2トーラスプラズマの中性粒子入射加熱実験が計画されている。限られた入射口に、高いエネルギー密度のビームを入射するためには、発散の小さいビームを引出すことができるイオン源を製作することが必要であるが、本研究に使用されたイオン源の電極は、このような目的をもって製作されたものの一つである。ビーム引出し孔配列に変位をもたせ電極面に曲率をもたせることによってビームを収束させ、直配列孔の平行平面電極に比べてビームの発散を3.3
から1.7に減少させうること、また発散は引出し電圧に強く依存することが実験的に示された。この結果、この収束法によりJFT-2への入射パワーは約3倍に増大し、イオン源一基当り、30kEVのビームを約60KW入射しうることが期待できる。
松田 慎三郎; 大和 春海*
JAERI-M 6222, 25 Pages, 1975/08
本論文は2000MW熱出力核融合炉の中性粒子入射加熱装置についてまとめたものである。イオン源、中性化セル、イオン偏向磁石、エネルギー変換器、磁気シールド、真空排気系、パワー効率などを含むインジェクターシステムについて総合的は考慮がなされた。合計24本の中性ビームがブランケットに設けられた12個の入射孔を通してプラズマに対して殆んど垂直に入射される。中性ビームのエネルギーは120KeVで正味30MWの入力が加熱時の低密度プラズマ(n~310cm)に吸収されることが期待できる。
