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海老沢 昇; 秋野 昇; 椛澤 稔; 小又 将夫; 藻垣 和彦; 関 則和*; 大賀 徳道; 池田 佳隆
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
JT-60Uの長時間放電に対応して、NBI加熱装置の電源,制御,ビームリミタ等を改良し、ビーム入射パルス幅の伸長を図った。パルス幅伸長過程では特にビームリミタへの熱負荷増大や入射ポート部の再電離損失低減化が重要なため、これらを監視しながら徐々にパルス幅を伸延し、最終的には30秒のビーム入射に成功した。ビームリミタを中心とした改良内容とパルス幅延伸過程について報告する。
細金 延幸; JT-60チーム
Fusion Engineering and Design, 56-57, p.813 - 817, 2001/10
被引用回数：2 パーセンタイル：19.6(Nuclear Science & Technology)定常高性能トカマク運転の実現には、加熱装置による電流駆動と不安定性の抑制が必要であり、さらに、ダイバータによる熱と粒子の制御も不可欠である。そのため、JT-60Uでは、従来の加熱装置に加えて、負イオン源中性粒子入射加熱装置(N-NBI)、電子サイクロトロン波加熱装置(ECRF)の装備を行う一方、W型ダイバータへの改造を行ってきた。本論文では、これらの装置の性能向上やパワーの増強などの現状、及びこれらの装置及び従来の加熱装置を用いた定常プラズマの制御にかかわる最近の実験成果をまとめた。その結果、上記の装置の評価として、N-NBIがITERの電流駆動装置として有望であること、回転を与える接線NBIは定常負磁気シアモード運転の制御装置として重要であること、ECRFによる局所的な電流駆動/加熱によって新古典ティアリングモードの抑制が可能であること、が確認された。一方、ダイバータでは、内側排気と両側排気の比較から、アタッチダイバータ状態では、両側排気は外側の排気口からプラズマ側へ中性粒子の逆流を許し、排気性能が低下することがわかった。
平内 慎一; 横倉 賢治; 森山 伸一; 佐藤 臣夫*; 石井 和宏*; 藤井 常幸
JAERI-Tech 98-006, 27 Pages, 1998/03
JT-60におけるイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱では、2基のアンテナを用いてプラズマに100MHz帯の大電力高周波を結合され、共鳴するイオンを加速することでプラズマ加熱を行う。アンテナは、高温のプラズマから近い位置に設置されるため、非常に過酷な条件下に置かれている。そのためICRFアンテナでは、プラズマ粒子の衝突によると思われる表面の溶融が問題になっており、その原因解明が重要な課題となっている。この損失の原因、機構を明らかにし、熱負荷の小さい運転条件を追究し、アンテナの健全性維持を目的で、赤外線熱画像装置を用いた「ICRFアンテナ表面温度計測装置」を開発した。これを利用し、温度計測を行い損傷を最小限に抑える運転が可能になってきた。
池田 佳隆; 恒岡 まさき; 高橋 幸司; 春日井 敦; 寺門 正之; 芳賀 浩一*; 牛草 健吉; 坂本 慶司; 今井 剛; 山本 巧
Proceedings of 17th IEEE/NPSS Symposium Fusion Engineering (SOFE '97), Vol.1, p.437 - 440, 1998/00
JT-60SUでは局所加熱、電流駆動としてECHシステムの導入を検討している。第一段階としては、現存のJT-60の高周波加熱装置の施設を最大限利用した設計を行い、周波数110GHz/4MW,10秒間運転のECHシステムを提案した。第2段階としては、JT-60SUの定格磁場に対応したECH共鳴周波数である170GHz、50MW、連続運転のECHシステムを提案した。さらに、プラズマからの放射線に対する遮蔽を考慮したECH用の大型アンテナの設計を行った。
山本 巧; 牛草 健吉; 坂本 慶司; 今井 剛; 宮 直之; 栗田 源一; 永島 圭介; 北井 達也*; 森 活春*; 菊池 満; et al.
JAERI-Research 97-006, 77 Pages, 1997/02
JAERI-Research-97-006.pdf:2.47MB
ECRF加熱装置には、初期プラズマ電流立ち上げ補助及び高磁場中第一壁洗浄用プラズマ生成機能を有するECR予備電離/放電洗浄装置とプラズマ加熱及び電流駆動を効果的に行い、高性能な炉心プラズマを定常的に安定に維持する機能を有する電子サイクロトロン加熱(ECH)装置がある。これらの2つのタイプのECRF加熱装置について、定常炉心試験装置におけるトリチウム取扱の安全性また放射線遮蔽と深く関係するアンテナシステム及び主要コンポーネント(ジャイロトロン)の製作を重点的に設計検討を行った。その結果、これらのECRF加熱装置はいずれも技術的に成立することが可能であることが明らかとなった。本報告書では、これらの概念検討結果を示すものである。
上原 和也; 池田 佳隆; 三枝 幹雄; 坂本 慶司; 藤井 常幸; 前原 直; 恒岡 まさき; 関 正美; 森山 伸一; 小林 則幸*; et al.
Fusion Engineering and Design, 19(1), p.29 - 40, 1992/07
被引用回数：1 パーセンタイル：17.24(Nuclear Science & Technology)JT-60RF加熱装置のプラズマとの結合試験の様子が述べられている。RF加熱装置は2GHz帯と120MHz帯の高周波加熱装置で合計30MWがJT-60に入射される。全システムは、全系制御システムとリンクしたミニコンピューターで自動的に制御され、RFパワーと位相差があらかじめセットされたプレプログラムに従って、制御される。プラントデーターは装置の状況と把握するのに用いられ、RF入射中に集計、記録できるようになっている。両方の周波数帯の高周波が単独にあるいは中性粒子ビーム(NBI)入射中と連携で入射することが可能で、JT-60の追加熱実験に十分な性能を有することが示された。
,N
,Ar凝縮層を用いたクライオソープションポンプによるHe排気実験寺門 拓也*; 柴沼 清; 栗山 正明; 秋野 昇; 田中 茂; 大楽 正幸
真空, 35(3), p.331 - 334, 1992/00
JT-60粒子入射加熱装置(NBI)における既存のH排気用クライオポンプを、He排気用のクライオソープションポンプとして使用するために、吸着媒としてN、Ar、SFを用いた場合のHe排気特性について、排気面積0.2m
を有する小型クライオポンプにより測定し比較を行った。He排気実験は、ビーム入射タイムシーケンスに従い、1サイクルあたり400秒に最長10秒の割合でHeを導入し、これを20サイクル行った。実験結果は、吸着媒にNを用いた場合、排気速度は初期段階から急激に低下した。Arの場合、初期段階の排気速度は、Nの場合と同様に急激に低下する傾向を示したが、10サイクル以後の排気速度として、5~6m
/Sを得た。SFの場合、20サイクルのHe導入に対し、排気速度にほとんど変化がなく、安定にHeを排気した。
藤井 常幸; 小林 則幸*; 森山 伸一; 三枝 幹雄; 安納 勝人; 篠崎 信一; 寺門 正之; 木暮 重幸*; 小川 芳郎*; 若林 邦朗*; et al.
Fusion Technology 1990, Vol.1, p.1171 - 1175, 1991/00
JT-60の改造(JT-60U)に伴う、JT-60ICRF加熱装置の改造についてまとめたものである。ICRF加熱装置の主要部であるアンテナとインピーダンス整合器の改良を行なった。JT-60U用アンテナは、Hモードのようなプラズマ密度が周辺で急峻に立ち上がっている場合でも十分な結合抵抗(2
以上)が得られるように設計された。インピーダンス整合器は、大電力移相器とスタブチューナとの組合わせとし、耐電圧特性を向上させた。さらに、周波数フィードバック制御による整合回路を組合わせた。これにより、負荷のアンテナインピーダンスの速い(約3ms)変化に十分対応することができ、かつ、容易にインピーダンス整合をとることができる。これらの機器は、すでに製作され、40kV、1秒の耐電圧試験を終え、その健全性が確認されている。
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。
横倉 賢治; 沢畠 正之; 佐藤 稔; 日下 誠*; 藤城 賢司*; 本田 正男; 前原 直; 高橋 春次; 関 正美; 池田 佳隆; et al.
核融合研究, 64(3), p.315 - 326, 1990/09
JT-60クライストロンは高パワー、広帯域を有するもので、プラズマ加熱用として開発された。1986年から1989年にかけて、プラズマ入射運転が実施され、多くの初期故障や未完成部分の改良、より効率的な運転手法の改良を実施してきた。これ等の運転経験、改良の中でもクライストロンの耐電圧劣化のトラブルは、多くの労力を要したがまた、貴重な経験が得られた。特にクライストロン中でも電子銃部の耐電圧劣化のトラブルの克服と対策については、エージング、耐電圧処理等の運転データを加えながら、詳細に報告した。
小林 則幸; 木村 晴行; 三枝 幹雄; 藤井 常幸; 池田 佳隆; 斉藤 靖*
Fusion Engineering and Design, 12(4), p.481 - 491, 1990/07
被引用回数：3 パーセンタイル：40.32(Nuclear Science & Technology)JT-60ICRF加熱装置では効率良くアンテナのインピーダンス整合を得るため、高周波入射中にスタブを動かしインピーダンス整合点、すなわち反射電力極小点を検出した後スタブを設定する。このためコンタクトフィンガのような機械的接触は不適当であり、無接触で高周波を短絡できるチョークプランジャを使わねばならない。しかしながらICRFアンテナでの反射が非常に大きく結合系内の定在波電力は約40MWに達することが予測されたため、大電力かつ10秒間の運転に耐えることのできるチョークスタブの開発が必要となった。本論文ではチョークプランジャの設計方法、特に高周波特性の評価方法と実際に製作したチョークプランジャについての測定結果、及び耐電力試験結果とインピーダンス整合性能について報告する。
ion beam小島 啓明; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和; 大原 比呂志; 関 昌弘; 渡邊 和弘
Proc. of the 13th Symp. on Ion Sources and Ion-Assisted Technology,Vol. 1, 4 Pages, 1990/06
負イオンビームを用いた粒子入射加熱装置の実現に向け、体積生成型負イオン源の大電流化を目指している。現在までに、マルチアンペア負イオン源にセシウムを添加することで負イオン電流が増大することが確認され、10A、50keV、0.1sのHイオンビームが得られている。この負イオン源は、断面が24cm
48cm、深さ15cmの多極磁場型プラズマ源と、15cm40cmの領域に直径9mmの孔が434個開けられた加速部より構成される。セシウムは、100mg程度導入すると一週間程度効果が持続し、負イオン生成効率が4倍以上になる他、最適動作ガス圧力を下げることができる。負イオンビーム中の不純物量の評価を行なった結果、OH、Oが1%以下と、セシウムを用いない場合と変わらないことが分かった。また、金属不純物も検出されなかった。
今井 剛; 池田 佳隆; 前原 直; 藤井 常幸; 坂本 慶司; 三枝 幹雄; 本田 正男; 横倉 賢治; 沢畠 正之; 上原 和也; et al.
Fusion Engineering and Design, 13, p.177 - 185, 1990/00
被引用回数：2 パーセンタイル：31.33(Nuclear Science & Technology)2GHz帯の1MWクライストロンを24本用いた高周波加熱装置が、JT-60において、開発され、成功りに運転された。装置の性能を、実際のプラズマ負荷で調べた。超大電力のクライストロン・システムは、サーキュレータ無で、不安定なプラズマ負荷に対し安定に動作した。4段8列の3つの結合系から、11MW迄・プラズマへ入射し、そのRF源での出力は、17MW迄に達した。
池田 佳隆; 今井 剛; 藤井 常幸; 本田 正男; 清野 公広; 前原 直; 永島 孝; 三枝 幹雄; 坂本 慶司; 沢畠 正之; et al.
Fusion Engineering and Design, 13, p.209 - 217, 1990/00
被引用回数：1 パーセンタイル：19.59(Nuclear Science & Technology)JT-60LHRF加熱装置は、1.74から2.23GHzの広い帯域で低域混合波(LHRF)を入射する装置である。このため高周波源である1MWクライストロンは、この帯域内を150MHz/0.3sという加速でチューニング可能な構造を有している。この広帯域を有する能力により、従来のLHRF加熱装置では不可能であった。同一ランチャーによる。プラズマ加熱、電流駆動の周波数依存性の研究を可能にした。本論文は、広帯域の特長を有するシステムと、クライストロンの高速チューニング構機を述べると供に、同一ランチャーを用いて、プラズマ中に、1.74と2GHzの2波を入射した結果について述べる。
那珂研究所
JAERI-M 89-100, 184 Pages, 1989/08
昭和63年度の那珂研究所年報である。JT-60では、閉じ込め改善モードを見い出し、改良型ランチャーにより高い電流駆動効率を得た。JFT-2Mでは改良Lモードを得、ダブレットIII-Dではベータ値8%を得た。理論的研究も進展した。セラミック製ターボ分子ポンプの試験に成功した。材料研究用の電子ビーム照射装置を製作し、負イオン源及び120GHzジャイラトロンの開発も順調に進んだ。実証ポロイダルコイルの予備実験を開始した。トリチウム実負荷試験を開始した。ITERの概念設計が進められ、並行してFERについても設計概念を固めた。
永島 孝
電気学会雑誌, 108(7), p.616 - 618, 1988/07
核融合実験用に使用される高周波加熱装置について、電子サイクロトロン加熱、低域混成波帯加熱、及び、イオンサイクロトロン周波数帯加熱にわたり、システム構成、要素機器の主要な開発項目などについて述べる。
水野 誠; 大楽 正幸; 堀池 寛; 北村 繁; 小又 将夫; 栗山 正明; 松田 慎三郎; 松岡 守; 大賀 徳道; 小原 祥裕; et al.
JAERI-M 88-088, 14 Pages, 1988/05
JT-60NBI加熱装置は70~100keVのビームエネルギーで最大20MWの入射パワーが得られるよう設計されているが、40keV程度の低ビームエネルギー領域では入射パワーは8MW程度にまで低下する。一方、低密度プラズマでの加熱実験領域の拡大および周辺プラズマ加熱によるHモード達成のため、低エネルギー領域での入射パワー増大が必要とされた。この目的で一段加速によるビーム引き出しが原形ユニットにおいて試験され、JT-60NBIにおいて17HWの入射パワーが得られることが明らかになった。昭和62年6月から7月にかけて、JT-60NBIに一段加速が適用され、最高17.6MWの入射パワーが得られ、JT-60においてHモード遷移現象が観測された。
永島 孝; 上原 和也; 木村 晴行; 今井 剛; 藤井 常幸; 坂本 慶司; 池田 佳隆; 三枝 幹雄; 鈴木 紀男; 本田 正男; et al.
Fusion Engineering and Design, 5, p.101 - 115, 1987/00
被引用回数：24 パーセンタイル：88.55(Nuclear Science & Technology)JT-60高周波加熱装置の概要と特色が記述されている。3ユニットの低域混成波帯(LHRF)加熱装置と1ユニットのイオン・サイクロトロン波帯(ICRF)加熱装置とから構成される。LHRFは、2GHzで24MWの発振器出力、ICRFは、120MHzで6MWの発振器出力を有する。パルス幅は、ともに10秒である。建設前に行った結合系に関する試験、1MW級、2GHzの大電力カクライストロンの開発についても述べる。
池田 佳隆; 今井 剛; 廣木 成治; 藤井 常幸; 坂本 慶司; 三枝 幹雄; 佐川 準基*; 阿部 哲也; 木村 晴行; 上原 和也; et al.
JAERI-M 85-131, 28 Pages, 1985/08
JT-60LHRF加熱装置の結合系に用いる真空導波管用Cu(銅)メッキの、メッキ方法について、放出ガス、表面分析により評価し、シアン化銅溶液によるCuメッキが最適であることを明らかにした。またべーキング、Arエッチングが、Cuメッキの表面組成や2次電子放出率に与える影響を調べ、ベーキング、Arエッチング共に2次電子放出率を大巾に低減させるが、純粋なCuメッキの表面では、1以下にならないことを明らかとした。さらにCuメッキに、C(炭素)コーティングを施せば、この値を1前後にできることも明らかとした。
小原 祥裕; 三浦 幸俊; 木村 博信*; 小長井 主税*; 竹内 浩
Review of Scientific Instruments, 56(4), p.525 - 528, 1985/00
被引用回数：2 パーセンタイル：48.07(Instruments & Instrumentation)JT-60中性粒子入射加熱装置原型ユニットで発生される中性子ビームのエネルギースペクトルを、半導体検知器で直接的に測定した。求められたビーム成分比は、分光測定等の他の方法で求められたビーム成分比とよく一致し、JT-60NBI用イオン源のビーム成分比の再確認ができた。
