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中村 博雄; 井田 瑞穂*; 杉本 昌義; 竹内 浩; 湯谷 順明*; IFMIF International Team
Fusion Engineering and Design, 58-59, p.919 - 923, 2001/11
被引用回数：9 パーセンタイル：56.04(Nuclear Science & Technology)本報告では、国際核融合材料照射施設(IFMIF)の液体リチウムターゲット系の現状について述べる。IFMIFは、核融合炉材料開発のため、照射量200dpaまで照射可能な強力中性子束(2MW/m
)を発生可能なD-Li反応方式の加速器型中性子源である。このような中性子発生のため、最大エネルギー40MeV,最大電力250mAの重水素ビームを、最大流速20m/sの液体リチウム流ターゲットに入射させる。1995年から1998年に実施した概念設計に続き、1999年に合理化設計を実施し、当初のIFMIF計画の目的を損なわずにコストを削減し、IFMIFの成立性を高めた。主な偏光は、液体リチウムターゲットの数を2個から1個に削減,リチウムルーム建家高さの半減等である。2000年からは、要素技術確証を開始し、液体リチウムループ実験の検討やリチウム模擬水実験を行った。また、リチウムループ系のシステム設計も開始した。
中村 博雄; 井田 瑞穂*; 杉本 昌義; 竹内 浩; 湯谷 順明*
JAERI-Tech 2000-078, 17 Pages, 2001/01
JAERI-Tech-2000-078.pdf:1.93MB
国際核融合材料照射施設(IFMIF)は、核融合炉材料開発のために、十分な照射体積(500cm
)を有し、照射量200dpaまで照射可能な強力中性子束(2MW/m)を発生可能な加速器中性子源である。このような中性子を発生させるために、最大エネルギー40MeV、最大電流250mAの重水素ビームを、最大流速20m/sの液体リチウム流ターゲットに入射させる。1995年から1998年までに実施された概念設計及び評価活動に続いて、1999年に低コスト化のための合理化設計実施し、当初のIFMIF計画の目的を損わずにコストを削減し、IFMIFの成立性を高めた。主な変更点は、液体リチウムターゲッの数を、2個から1個に削減したことである。2000年からは、要素技術確証フェーズを開始した。本報告書は、低コスト化合理化設計の内容と最近の要素技術確証活動の概要について述べた。
岩井 保則; 吉田 浩; 山西 敏彦; 泉類 詩郎*; 西 正孝
Fusion Engineering and Design, 49-50, p.847 - 853, 2000/11
被引用回数：15 パーセンタイル：68.6(Nuclear Science & Technology)低コスト化ITERでは主冷却系に透過するトリチウムが極めて小さい(
10
g/日)ため、トリチウム廃液発生量は
5kg/日に低下した。このため、我が国の重水炉(ふげん)で採用されているCECEプロセスと呼ばれる廃液処理法の適用が可能となった。本研究では、低コスト化ITERで想定される廃液(流量,トリチウム濃度)を国内法規制に従って処理できるCECEプラントの予備設計を行い、合わせて、廃液から回収したトリチウムを濃縮する同位体分離カスケードプラントの検討を行った。本研究により、ITER-FDR用に設計した廃液処理プラントの高性能化,小型化の見通しを得、コストの大幅低減化を目指した詳細設計のベースを固めた。我が国で実積のあるプラント技術を応用した設計例として発表し、海外専門家の技術コメントを広く集めることにより、今後の設計をより確実なものとしたい。
図子 秀樹*; 杉江 達夫; 草間 義紀
プラズマ・核融合学会誌, 75(10), p.1221 - 1222, 1999/10
ITER物理R&Dの一環として、第10回計測に関する専門家会合が、那珂研内のITER国際共同設計サイトで開催された。四極からの専門家、国際共同設計チーム(JCT)からの出席者及び日本からのオブザーバを含め33名が出席した。専門家会合で議論された(1)計測装置の設計及び低コストITERへの対応、(2)各極の物理R&D活動、(3)ワーキンググループの活動、(4)今後の課題などについて報告する。この専門家会合と合わせて開催された計測に関するプログレス会合についても簡単に述べる。
松本 宏; Boucher, D.*; Mukhovatov, V.*
26th European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 1999/00
低コスト・オプションITERはQ~10、核融合出力500MWを約500秒維持することを設計条件としている。また非誘導放電によるQ~5の定常プラズマ運転の達成も設計目標となっている。現在検討が進められている低コスト・オプションITERの運転性能を1次元トカマク・シミュレーション・コード、PRETORを用いて誘導放電/高Q運転モード、非誘導/定常運転モード時につき、予測した結果を発表する。また中性子を発生させない水素プラズマでの運転は、ITERの初期立ち上げ調整運転として重要であるが、物理実験の見地からも非核環境下で行う低コスト実験フェーズとして意味がある。PRETORコードを用いて水素プラズマでの運転領域、特性を予測した結果も発表する。
菊池 満
科学技術ジャーナル, 7(8), p.47 - 48, 1998/08
ITERの工学設計活動は、1998年7月に最終設計報告書(FDR)をまとめて、一段落するが、現在、3年間の単純延長を行い、サイト対応設計などの残された課題を実施する予定である。一方で、ITERの建設を効果的に開始するために、計画目標を守りつつ、詳細技術目標と技術裕度を切り下げてコスト低減を図るオプションを検討することがITER理事会で決定され、その技術指針を与える特別作業グループが設立された。本報告では、これら一連の動きと、低コストオプションの技術指針(案)について述べるものである。
坂本 慶司; 恒岡 まさき; 春日井 敦; 高橋 幸司; 前原 直; 今井 剛; 假家 強*; 岡崎 行男*; 林 健一*; 満仲 義加*; et al.
Fusion Technology 1994, 0, p.501 - 504, 1995/00
大電力ミリ波源であるジャイロトロンの効率向上を計るため、相互作用(ミリ波発振)を終えた電子ビームのエネルギーを回収するジャイロトロンを設計製作し、実験を行った。これは、ジャイロトロンのミリ波発振部と電子ビームを吸収するコレクタ部の間に電子ビームを減速する静電圧を印加し、その電子ビームが失ったエネルギーを電源部に回収するものである。その結果、出力610kW(周波数110GHz)において、ジャイロトロン単独での効率30%を50%に向上させることに成功した。さらに出力350kWにおいて長パルス化実験を行い、5秒までの安定な発振を確認した。また同時にコレクタの熱負荷の大幅な低減(約1/3)、エージング時間の短縮化、電源の低容量化及びその簡素化等が実証された。これらの成果は、核融合プラズマの生成加熱、電流駆動のための電子サイクロトロン共鳴加熱システムの低コスト化に直結するものである。
米田 政夫; 大図 章; 藤 暢輔
no journal, ,
高速中性子直接問いかけ法などのアクティブ中性子法は、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定を行うことが可能である。そのため、核物質の計量管理や空港での核テロ用核物質探知等において、その利用が期待されているものの、昨今のHe-3検出器の高騰や中性子源が必要であることなどから装置の製造コストが高く、普及の妨げになっている。そこで我々は、アクティブ中性子法による低コスト核物質非破壊測定装置の実用化へ向けて、アクティブ中性子法用の低コスト中性子検出器の開発を行っている。検出器の候補の一つに、水溶液に中性子が照射されることで発生するチェレンコフ光を利用したチェレンコフ光検出器がある。アクティブ中性子法装置は高エネルギーの中性子線源を使用することから、装置の外周をコンクリート等の厚い遮蔽材で囲わなければならない。チェレンコフ光検出器は水溶液を使用しているために中性子の遮蔽も兼ねることができ、遮蔽体の大幅な削減による低コスト化も期待できる。シンプルな構造のチェレンコフ光検出器を製作し、それを用いた基礎試験及び解析によって中性子検出及びGdの効果等の基礎特性について確認することができた。本研究開発では、チェレンコフ光検出器を用いた装置設計についても検討を進めており、検出器の基礎試験結果と併せて報告する。
米田 政夫; 藤 暢輔
no journal, ,
パルス中性子を用いる核物質の代表的な非破壊分析手法として、DDT(Differential Die-away Technique)法がある。DDT法は、高感度な核物質検知が可能であるという特長を有している一方で、高価な中性子発生管を用いる必要があるうえ、中性子発生管には長期使用時のビーム安定性に懸念がある。本研究では、中性子発生管を用いない核物質検知手法として、中性子線源を高速回転させることで疑似的に得られるパルス中性子を用いる手法を考案した。中性子線源は中性子発生管に比べて安価であるため、核物質検知装置を低コスト化することができると期待される。また、長期に亘り安定性の高い照射が可能となるため、測定の信頼性向上等にも資すると考えられる。本発表では、中性子線源を用いた装置の原理とシミュレーションによって得られた計算結果について報告する。
米田 政夫; 大図 章; 藤 暢輔
no journal, ,
DDA (Differential Die-Away)法などのアクティブ中性子法は、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定を行うことが可能であり、核物質の計量管理や空港での核テロ用核物質探知等における利用が期待されている。アクティブ中性子法装置では一般にHe-3検出器が多数使用されるが、その検出器コストが高いことが装置の普及の妨げの要因の一つになっている。そこで我々は、低コストの核物質非破壊測定装置の実用化へ向けてアクティブ中性子法用の低コスト中性子検出器の開発を行っており、そのような検出器候補の一つとして、チェレンコフ光検出器を検討している。チェレンコフ光検出器は水槽部とPMT部から構成されるが、D-T中性子発生管から発生する高速中性子によるPMTへの影響が懸念される。本研究では、PMT部への高速中性子の照射を低減させるためアクティブ中性子法装置外にPMTを設置することにした。装置内の水槽部と装置外のPMTをライトガイドで接続したチェレンコフ光検出器を製作し、その検出器を用いたシミュレーション及び実験を実施した。本発表では、チェレンコフ光検出器を用いたアクティブ中性子法のシミュレーション及び実験結果について報告する。
米田 政夫; 藤 暢輔; 大図 章
no journal, ,
核物質検知の代表的な手法として、パルス中性子を用いるDDT(Differential Die-away Technique)法がある。DDT法は高感度な核物質検知が可能であるという特長を有している一方で、D-T管等の中性子発生管を用いる必要があるため、高価であり装置が大型となってしまうという欠点がある。そのため、中性子発生管の代りに中性子線源を用いることで、低コストと可搬性を備える新たな核物質検知法の開発に取り組んでいる。この手法では、中性子線源を高速回転させ、それと同期して推移する中性子カウントを測定し、得られるスペクトルの形状から核物質を検知することができる。また、異なる回転速度のスペクトルを比較することで、容器内の核物質の偏在に関する情報も得ることが可能である。本発表では、測定原理、核物質検知のシミュレーション結果、及び実証実験に用いる装置開発の状況について報告する。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
no journal, ,
DDA (Differential Die-Away)法などのアクティブ中性子法は、測定対象物に外部から中性子を照射し発生する核分裂中性子を直接計測するものであり、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定が可能であるため、原子力施設における核物質の計量管理に加えて、空港等における核セキュリティ用核物質探知としての利用が期待されている。しかしながら、アクティブ中性子法装置は、中性子検出器バンクにおいて多数のHe-3検出器を用いていること、D-T中性子発生管を用いていることなどから非常に高価となり、それが装置普及を妨げる要因の一つとなっている。そこで、我々はアクティブ中性子法による核物質非破壊測定装置の普及促進の観点から、アクティブ中性子法による装置の低コスト化開発に取り組んでおり、その一環として水チェレンコフ光検出器の開発と、D-T管を用いない中性子線源(Cf-252)による測定法(回転照射法)の開発を進めている。水チェレンコフ光検出器は、中性子が水に入射した際に発生するチェレンコフ光を検知することで中性子の検出を行う。He-3検出器を用いた検出器バンクは、核分裂中性子を効率的に検出するため、バンク内にポリエチレン等の減速材を設置する必要があるが、水チェレンコフ光検出器では水自体が減速材の役割を果たすため、他の減速材は不要である。また、水槽の加工は容易であるため、対象物の大きさに応じて容易に検出器サイズを変更することも可能である。低コスト中性子検出器バンク及び中性子線源を用いた原理実証装置を製作し、バックグラウンドを模擬するガンマ線源等を用いた基礎試験を実施した。本発表では、製作した装置の概要、シミュレーション及び基礎試験結果について報告する。
米田 政夫; 藤 暢輔; 大図 章; 土屋 晴文
no journal, ,
本展示会では、低コストで可搬性が高く、従来のパッシブ法では検知が困難なウランにも適用できる核物質検知装置と文部科学省「核セキュリティ強化等推進事業費補助金」事業(核セキ補助金事業)の一環として開発してきた高線量核物質用の非破壊測定装置を紹介する。アクティブ中性子法は、核物質に対して高感度で確度の高い測定が可能である。しかし、従来のアクティブ中性子法装置は、D-T管を用いていることなどから非常に高価であり装置も大型となることが装置普及を妨げる要因の一つとなっている。我々は、アクティブ中性子法による装置の低コスト化・小型化開発に取り組んでおり、その一環として、D-T管を用いない中性子線源(Cf-252)による新しい核物質測定法(回転照射法)の開発を進めている。また、核セキ補助金事業では、高線量核物質測定のため3つの非破壊測定法を実施できる統合非破壊測定装置Active-Nを開発してきた。本展示会では、新たに開発した低コスト・小型核物質検知装置及びActive-Nの模型を展示し、参加者へ説明する。本研究開発は、文部科学省「核セキュリティ強化等推進事業費補助金」事業の一部を含む。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
no journal, ,
アクティブ中性子法は、測定対象物に外部から中性子を照射し、核物質との核分裂反応によって発生する核分裂中性子を計測する手法である。そのため、核物質に対して非常に高感度で確度の高い測定が可能であり、原子力施設における核物質の計量管理に加えて、空港等における核セキュリティ用核物質検知での利用が期待されている。しかしながら、従来のアクティブ中性子法装置はD-T中性子発生管とHe-3中性子検出器を用いていることから非常に高価であるうえ、重厚な遮蔽体を持つ据付型であることが核セキュリティ用核物質測定装置としての普及を妨げる要因となっている。そこで、低コストで可搬性を有するアクティブ中性子法装置を開発するため、D-T中性子発生管の代わりに中性子線源(Cf-252)を回転させながら測定する新たな核物質測定法(回転照射法)及び水チェレンコフ光を用いた中性子検出器の開発に取り組んでいる。本発表では、開発した装置及び実験の詳細について報告する。
米田 政夫; 藤 暢輔; 田辺 鴻典*
no journal, ,
核物質を用いたテロは社会に甚大な影響を与えるものとして深く憂慮されており、核物質検知装置の重要性が高まっている。核物質検知手法の一つであるアクティブ中性子法は、測定対象物の外部から中性子を照射し、核物質の誘発反応で発生する核分裂中性子を観測することで核物質測定を行う手法である。近年開発した新たなアクティブ中性子法である回転照射法は、中性子線源を高速回転させて照射するものであり、従来の加速器を用いた手法に比べて装置の大幅な低コスト化と小型化(可搬型)を実現できる。これまでの研究では、回転照射装置を用いた本手法の原理実証実験及び本手法で用いる低コスト中性子検出器の開発に取り組んできた。今回、本手法の実用化に資するため、新たな回転照射装置の開発を行った。新たな回転照射装置では、回転照射半径の拡大等による検知性能の向上並びに可搬性と操作性等の利便性向上を図った。本発表では新たに開発した回転照射装置の概要及びそれを用いた核物質検知実験の結果について報告する。
