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佐藤 正泰; 諫山 明彦; 稲垣 滋*; 長山 好夫*; 川端 一男*; 岩間 尚文*
Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM), 29C, 4 Pages, 2005/00
磁場閉じ込めトーラス装置(トカマク,LHD)の高温プラズマにおける電子サイクロトロン放射(ECE)の相対論的効果について、数値計算を行った。トカマクにおいて、相対論的効果による非相対論的EC周波数からのずれを用いた電子密度分布測定を提案している。種々の密度分布に対してこの方法が適用可能であることを明らかにした。また、LHD装置のECE測定では、通常観測されている磁場に直角な視線では、視線に沿って磁場構造はベル型になり、プラズマ中心位置で磁場が最大になる。電子温度が高くなると相対論的効果が現れ、周波数のダウンシフトが起こり、プラズマ中心に対応する非相対論的EC周波数の位置に放射がなくなり、ECEで測定する電子温度が見かけ上小さくなる。プラズマ中心と磁場の最大位置が一致する場合と一致しない場合について、ECEを相対論的効果と吸収を考慮して計算した。プラズマ中心と磁場の最大位置が一致しない場合のECE測定では、プラズマ中心が磁場の最大位置よりも手前に来るように観測すれば、相対論的効果による中心付近のみかけ上の温度減少と周辺のみかけ上の温度増加を避け、精度の高い電子温度分布測定ができる。
河野 康則; JT-60チーム
Proceedings of 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 2003/00
核融合研究において、計測は、プラズマ物理を理解すること、及びプラズマを制御することの両者において不可欠な役割を果たす。JT-60Uは、計測開発とこれを用いた実時間プラズマ制御の分野において、多くの実績を挙げてきた。制御の対象となるプラズマ物理量としては、例えば、プラズマ平均電子密度,核融合中性発生率,プラズマ蓄積エネルギー,中心電子温度,電子温度勾配,電子温度揺動,電流密度分布,放射損失量,真空容器内壁との距離,中性粒子圧力、などであり、また時にはそれらの組合せ同時制御が行われる。JT-60Uでの高性能核融合プラズマの生成とその維持の成功は、このような実時間プラズマ制御に負うところが大きい。本論文では、これまでにJT-60Uの実時間プラズマ制御に向けて開発整備された計測装置について概要報告を行う。
斉藤 雅洋*; 岡田 典子*; 西堀 英治*; 高際 實之*; 横尾 哲也*; 西 正和*; 加倉井 和久; 國井 暁*; 高田 昌樹*; 坂田 誠*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 71(10), p.2369 - 2372, 2002/10
被引用回数：14 パーセンタイル：60.62(Physics, Multidisciplinary)CeBにおけるスピンモーメント密度分布を偏極中性子回折実験によって測定した。その結果Ce-site以外に隣接したB原子との間やB八面体のネットワーク内に局在したスピンモーメントが存在することが初めて明らかになった。この結果はX-線粉末回折実験から得られた電荷密度分布との整合性もあり、コヴァレント結合内の磁気モーメントの存在を示唆しており、この系の磁性の理解に新しい側面を加えると思われる。
大図 章
Optics & Laser Technology, 32(5), p.379 - 383, 2000/07
ピンチプラズマからのX線放出効率は、予備放電プラズマの状態に強く依存する。この予備電離プラズマに回転プラズマを用いたところ、予備電離プラズマの径方向プラズマ密度分布等の均一性あるいは一様性が改善され、ピンチプラズマからの軟X線量を向上させることができた。回転プラズマの電離度及び空間分布に大きく影響を与える印加磁場強度の増加に比例してX線量の増加が観測された。400Gaussの磁場強度では、磁場がない場合に比して3倍X線量が増加した。これらの結果は、磁場強度の増加に対する回転プラズマ(予備電離プラズマ)の密度分布の一様性が改善されたためであると考えられる。
掛樋 勲; 河野 秀作
JNC TN9400 2000-054, 84 Pages, 2000/04
JNC-TN9400-2000-054.pdf:7.15MB
本研究は、乾式再処理-振動充填燃料の乾式リサイクルシステム構築研究に資するため、酸化物電解処理技術で得られたUO2顆粒を用いた振動充填実験を行って、充填密度等の燃料品質とその向上性についての評価を行ったものである。酸化物電解処理技術は、燃料酸化物が焼結体の形態で電極に析出する方法である。この焼結体となっている電極析出物を破砕することによって、振動充填燃料となる顆粒を作る。この電解処理方法はFP分離にも適用できて再処理と顆粒製造を同時にできる。これは、ロシア原子炉科学研究所RIARで開発中のもので、国内においても新しいFBR燃料リサイクル技術のひとつとして、評価研究が進められている。従来、振動充填燃料は、球形顆粒を作って充填密度を上げることを考えている。本研究対象としている電解による顆粒は電解析出物を破砕して顆粒とするため、顆粒製法は簡単であるが、形状が角張った非球形顆粒である。そのため、本研究ではこの電解による顆粒の充填密度と振動充填メカニズム(決定因子)との相関性をできるだけ明らかにするように努めている。また、酸化物電解処理技術で得られたUO2顆粒を用いた振動充填実験は、国内初めての実験成果である(実験は東芝に委託して行った)。UO2顆粒振動充填燃料のほぼ均一な顆粒分布性状と75%の振動充填密度を得た。軸方向充填密度のバラツキのため、期待される充填密度は達成できなかったが、振動充填メカニズム及び充填密度向上のための知見を多々得た。この知見に基づく充填方法の改良により、80%以上の振動充填密度(軸方向平均)の達成ができると考える。
青柳 孝義*; 三原 守弘; 田中 益弘*; 奥津 一夫*
JNC TN8400 99-058, 55 Pages, 1999/11
TRU廃棄物処分施設内に定置される廃棄体には、廃棄体自身に空隙を有するものがある。また、セメント系材料が候補材料となるコンクリートピットや充填材においてもそれらの成分溶出に伴う空隙発生が想定される。これらの空隙が潰れ緩衝材(ベントナイト)内部に体積変化(減少)が生じた場合、ベントナイトの膨潤にともなうベントナイトの密度の低下、すなわち透水性の増大によって、あるいは十分な膨潤が得られないことによる空隙の不完全閉塞によって、ベントナイト中での拡散支配が担保されないことが考えられる。そこで本研究では、保守的な想定のもとにベントナイト内部の体積変化について解析を行うとともに、ベントナイトの自己シール性、最大膨潤率、密度分布変化について実験を行い、体積変化に対する人工バリアシステムの健全性評価を行った。評価に先立ち、発生する空隙を保守的な想定に基づいて算出した。この値を用いて緩衝材が均一に膨潤して閉塞すると想定した場合の緩衝材の密度を求め、ベントナイトの密度と透水係数の関係を示す既存の研究成果から得られる透水係数により、既存の人工バリア仕様の場合は、緩衝材内部において拡散支配と成り得ることを確かめた。次に上記の保守的な空隙を想定した場合、拡散支配を維持するのに必要な透水係数が実際のベントナイトの膨潤において担保されるかを確認するための試験を行った。その結果、Na型ベントナイトでは、拡散支配を担保するのに十分な膨潤性能を確認することができた。しかし、Ca型化ベントナイトでは、Na型ベントナイトに比してその膨潤性能は1/6以下と大きく低下し、本研究で想定した空隙量に基づいた場合、透水係数の増加により拡散支配が担保されず、処分システムに影響を及ぼす可能性があることがわかった。今回の検討結果より、今後も体積変化に対する人工バリアシステムの健全性能評価について、その対処方法や評価方法の検討を行う必要があると考えられる。
杉野 弘幸; 菅野 毅*
JNC TN8400 99-040, 75 Pages, 1999/11
これまでにサイクル機構では高レベル廃棄物の地層処分研究の一環として、人工バリアとして用いられる緩衝材の岩盤内への流出、侵食挙動に関して研究を進めてきた。平成9年には地層処分基盤研究施設(エントリー)の緩衝材流出挙動試験設備を用いて実施した緩衝材の流出挙動に関する試験に関して報告をまとめている。本書はその後、第2次取りまとめに向けて、緩衝材の流出挙動を解析的に評価した試みを報告したものである。緩衝材の流出挙動は、中野ら(1982)、Pusch(1983)、Kanno and Wakamatsu(1991)、Borgessonら、Ahn(1999)らなどにより研究が為されている。本報告ではこれらの研究をもとに緩衝材の流出挙動に対するメカニズムのモデル化を検討し、緩衝材の流出挙動を拡散モデルと、さらに緩衝材の粘性係数を仮定し、その効果を考慮したモデルを採用することにより、緩衝材の流出挙動の亀裂幅に対する依存性を解析的に表現した。また、その結果を用いて、第2次取りまとめで想定した人工バリアに対して長期にわたる緩衝材の流出に起因する密度変化を解析的に予測することを試みた。
山内 俊彦; 星野 克道; 川島 寿人; 小川 俊英; 河上 知秀; 椎名 富雄; 石毛 洋一*
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(10), p.5735 - 5741, 1998/10
被引用回数：3 パーセンタイル：18.91(Physics, Applied)JFT-2Mトカマクにおける電子サイクロトロン共鳴加熱プラズマで、電子密度分布がホロー化していることを初めて、TVトムソン散乱装置によって測定することができた。この時の電子サイクロトロン共鳴加熱パワー250KWで電子密度は1.2
10
cm
であった。電子温度は逆に中心が加熱され、2.7keVで飽和していた。この原因として、スーパーサーマル電子によるもの、負磁気シェアによるもの、及び電子のドリフトによるもの等考えられた。ここでは、スーパーサーマル電子による電界で中心の電子密度がポンプアウトされるとして評価すると、密度の減少分は実験値を説明できた。
竹永 秀信; 永島 圭介; 逆井 章; 及川 聡洋; 藤田 隆明
Plasma Physics and Controlled Fusion, 40(2), p.183 - 190, 1998/00
被引用回数：41 パーセンタイル：77.36(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60U負磁気シアプラズマでは、電子密度・温度、イオン温度分布に内部輸送障壁と呼ばれる急峻な勾配が観測される。温度勾配に関しては熱拡散係数の減少で説明されるが、密度勾配に関しては、(1)粒子拡散係数の減少、(2)内向き対流速度の増加、もしくは(3)両効果によることが考えられ、粒子拡散係数と対流速度を分離して評価する必要がある。本論文では、JT-60U負磁気シアプラズマにおいて、ヘリウムガスを用いたモジュレーション実験により、粒子拡散係数と対流速度を分離して評価した。その結果、内部輸送障壁近傍で内側領域に対して、粒子拡散係数が約半分程度になっていること、また、対流速度も、内側領域で外向きなのに対して、内部輸送障壁近傍で内向きになっていることが明らかになった。このことは、急峻な密度勾配が粒子拡散係数の減少と内向き対流速度の増加の結果として形成されていることを示唆している。
福田 光宏; 奥村 進; 荒川 和夫
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 396(1-2), p.45 - 49, 1997/00
被引用回数：8 パーセンタイル：56.73(Instruments & Instrumentation)大面積均一照射のための新たな円状ビームスキャニング法を開発した。ビームは、標的上で渦巻き状の軌道を描き、連続的な円状照射が可能となる。ビームの走査速度と半径方向の軌道間隔は、粒子密度分布を均一にするため一定に保たれている。ビームスポットの半径方向の位置と走査角振動数は、時間に関して無理関数で表される。二次元的な粒子密度分布を調べるため、シミュレーションプログラムを開発した。半径方向の軌道間隔がビーム径よりも十分に小さい場合には、粒子密度分布の均一性は、最小軌道半径とビーム径の比に完全に依存する。その比が0.3以下の場合に粒子密度分布の均一性は
10%以下に抑えることが可能である。
岡本 孝司*; 鶴 大悟*; 文沢 元雄
Proc. of 1997 ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting (FEDSM'97), 0, p.1 - 6, 1997/00
高温ガス炉配管破断時の密度差流れ及び密度の異なる可燃性気体の熱流動を調べる基礎的研究として、3次元密度分布の再構築を行った。本手法は、マッハツェンダー干渉計で作成した2次元干渉縞可視画像を遺伝アルゴリズムを用いた解析プログラムで3次元密度分布を再構築することである。従来の手法である最大エントロピー技術では再構築に12画面の画像データが必要であったが、今回の遺伝アルゴリズムを用いた手法では、3画面の画像データで再構築が可能であることを示した。したがって、本手法は限定された画像データより3次元密度分布を再構築することに有効であることが分かった。
池田 耕*; 岡本 孝司*; 加藤 文武*; 清水 勲*; 文沢 元雄
可視化情報学会誌, 16(Suppl.1), p.15 - 18, 1996/07
核熱利用機器の配管破断時に生ずる密度差流れを解明するための基礎的研究として、光導電プラスチックを用いた実時間ホログラムにより矩形ノズル内外の過渡3次元密度分布を計測した。この手法により、初期状態のノズル壁の影響を排除した流体のみの密度分布を得ることができ、2方向のホログラムを2台のCCDカメラで同時撮影することにより、3次元測定が可能となった。この測定手法を密度差置換流及び浮力噴流に適用し、ホログラムの記録ができた。
逆井 章; 久保 博孝; 細金 延幸; 嶋田 道也
3rd Int. Workshop on Helium Transport and Exhaust, 0, 28 Pages, 1996/00
ITER等の実験炉の設計に際して、重要な課題となっているヘリウムの輸送と排気について、JT-60UのELMのあるHモード及びLモードにおいて調べて結果を報告する。ヘリウム灰を模擬するために、ヘリウムビーム入射による中心補給及びヘリウムガスパフによる周辺補給を行い、ヘリウムの輸送、振舞、排気を調べた。ITERで注目されているELMのあるHモード、閉じ込め改善度が2程度ある高
p Hモード、さらにLモードで実験を行った。荷電交換再結合分光法により測定したヘリウムの密度分布及びその時間変化からヘリウムの輸送係数を決定した。また、中性粒子圧力測定から、B
C被覆ダイバータタイルにダイバータの外側ストライクポイントを当てることでWall Pumpingによりヘリウムが排気され、ヘリウムビーム入射中でもヘリウム濃度を一定に保つことができることを検証した。この結果は、ITERで要求される条件を満足する。
岡本 孝司*; 鶴 大悟*; J.Feng*; 文沢 元雄
可視化情報学会誌, 15(SUPPL.1), p.173 - 176, 1995/07
高温ガス炉配管破断時に発生する密度差流れの基礎的研究として、遺伝アルゴリズム(GA)を用いた3次元密度分布計測を行った。3次元分布は2次元分布を積層して求めるが、本手法では、ある断面の収束解を隣の断面の初期値として与える方法を用いた。この方法により、全断面を別個に解析する場合に比べて、1/10の計算時間で解析できることがわかった。
J.Feng*; 岡本 孝司*; 鶴 大悟*; 班目 春樹*; 文沢 元雄
Experimental and Numerical Flow Visualization 1995 (FED-Vol. 218), 0, p.157 - 162, 1995/00
高温ガス炉配管破断事故時に発生する密度差流れの基礎的研究として、ホログラフィー干渉計(マッハツェンダー干渉計)を用いて3次元密度分布計測及び可視化を行った。密度分布の再構成はCT技術を用い、12方向から得られた可視画像を新しいバンドリミット技術を用いたアルゴリズムでデータ処理した。この手法は3次元密度分布を再構成するのに有用であることがわかった。
逆井 章; 久保 博孝; 細金 延幸; 杉江 達夫; 東島 智; 伊丹 潔; 朝倉 伸幸; 小出 芳彦; 清水 勝宏; 櫻井 真治; et al.
IAEA-CN-60/A2/A4-P12, 0, p.95 - 103, 1995/00
ITER等の実験炉で設計する際に重要な課題の一つとなっているヘリウム灰の輸送と排気について、JT-60Uにおける閉じ込め改善領域で調べた。ヘリウム灰を模擬するためにヘリウムビーム入射による中心補給及びヘリウムガスパフによる周辺補給を行い、ヘリウムの輸送、振舞、排気を調べた。閉じ込め改善領域として、ITERで注目されているELMのあるHモード及び閉じ込め改善度が2程度ある高
Hモード、さらにLモードで実験を行った。荷電交換再結合分光法(CXRS)によりヘリウムの密度分布及びその時間変化からヘリウムの輸送係数を決定した。可視の分光測定からダイバータ部のヘリウム及び重水素のリサイクリング粒子束の空間分布を測定し、プラズマ中心のヘリウム濃度との関係を明らかにした。また、中性粒子圧力測定からWall Pumpingによりヘリウムが排気され、ヘリウムビーム入射中でもヘリウム濃度を一定に保てることを検証した。
鶴 大悟*; 岡本 孝司*; 班目 春樹*; 文沢 元雄
可視化情報学会誌, 14(SUPPL.1), p.39 - 42, 1994/07
高温ガス炉配管破断時空気侵入挙動解明の一環として、安定成層流の密度分布を調るため、遺伝アルゴリズムによる干渉画像解析を行った。この画像解析手法では、マッハツェンダ干渉画像から3次元密度分布を構築する場合、素密度分布の組合せの最適化手法として遺伝アルゴリズムを用いた。したがって、少数の干渉画像から高精度の密度分布を再構築することができた。
岡本 孝司*; 文沢 元雄
JSME International Journal, Series B, 37(3), p.503 - 508, 1994/00
本研究は高温ガス炉の配管破断時炉内熱流動安全性研究の一環として行ったものである。負の浮力噴流によって生ずる置換過程の非定常密度分布を測定するため、マッハツェンダ画像処理を行う自動計測システムを開発した。マッハツェンダ干渉縞のVTR画像をEWSで自動的に解析することで、2次元密度分布を求めた。その結果、ヘリウム中への上向き空気噴流に対して、噴出口上部において、密度成層を形成していることが、定量的に示された。
鶴 大悟*; 岡本 孝司*; 班目 春樹*; 文沢 元雄
The 4th Triennial Int. Symp. on Fluid Control,Fluid Measurement,and Visualization; FLUCOME 94, 0, p.971 - 976, 1994/00
高温ガス炉配管破断時空気浸入挙動解明の一環として安定成層流の密度分布を求める手法を開発した。本手法では密度分布を素密度分布の和として表し、素密度分布の組合せの最適化手法として、遺伝アルゴリズムを用いた。これにより、少数のマッハツェンダ干渉画像から高精度の3次元密度分布を再構築することができた。
岡本 孝司*; 文沢 元雄
日本機械学会論文集,B, 58(552), p.2479 - 2484, 1992/08
高温ガス炉の配管破断時炉内熱流動安全性研究の一環として、マッハツェンダ画像を用いた非定常2次元密度分布の自動計測システムを開発した。これは、干渉縞の移動から代表点における密度の絶対値の時間変化を測定し、また任意時刻画像から密度分布の相対値を測定し、これらを組み合わせることで、非定常密度分布を算出するシステムである。このシステムを用いて、密度差のある噴流による置換過程における非定常密度分布を計測した。その結果、ヘリウム中への上向き空気噴流に対して、噴出口上部において、密度成層を形成していることを定量的に示すことができた。
