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玉井 広史; 田崎 真樹子; 須田 一則
日本原子力学会誌ATOMO
, 60(1), p.25 - 29, 2018/01
IAEAが低濃縮ウランの貯蔵・供給を管理する構想が実現の運びとなった。このIAEA低濃縮ウランバンクは、機微技術の拡散に加え今世紀に入ってテロリストによる悪用の懸念の増大を受け、核燃料の供給保証によって濃縮・再処理に係る技術開発のインセンティブを下げることを目指した様々な構想の一つであり、IAEAの場における議論を通じて核燃料供給及びバンクサイトの要件が規定され、2018年には正式に運用を開始する予定である。本構想の経緯、意義、今後の動向を紹介する。
Polevoi, A. R.*; 嶋田 道也; 杉原 正芳; Igitkhanov, Y. L.*; Mukhovatov, V.*; Kukushkin, A. S.*; Medvedev, S. Y.*; Zvonkov, A. V.*; Ivanov, A. A.*
Nuclear Fusion, 45(11), p.1451 - 1456, 2005/11
被引用回数：33 パーセンタイル：70.37(Physics, Fluids & Plasmas)粒子閉じ込めが改善された種々の閉じ込めシナリオにおいてペレット入射が満足すべき条件を検討した。その結果ペレット入射に必要な粒子補給量は100Pam
/sで十分であることを明らかにした。この検討にはペデスタル輸送モデル,ヘリウム輸送モデル,SOL及びダイバータ輸送と整合性のある境界条件を用いた。誘導運転のHモード(HH98(y,2)=1)におけるペレット条件は衝突度が小さい領域における粒子閉じ込め改善を考慮した。ハイブリッド及び定常運転におけるペレット条件は改善閉じ込め(HH98(y,2)
1)を考慮した。粒子輸送条件が広範囲に変化してもプラズマ性能はそれほど変化しないことを示した。中性粒子電流駆動及び電子サイクロトロン電流駆動のみを用いた新しい定常運転シナリオを開発した。この運転シナリオは低域混成波電流駆動を必要としないためペレット入射による電流駆動効率の低下の問題を回避することが可能である。
鈴木 喜雄; 林 隆也*; 岸本 泰明
Nuclear Fusion, 41(7), p.873 - 881, 2001/07
被引用回数：11 パーセンタイル：35.66(Physics, Fluids & Plasmas)コンパクトトロイド入射による核融合装置への燃料供給の理解のため、スフェロマック型コンパクトトロイド(SCT)を磁化プラズマ中へ入射するMHDシミュレーションを行っている。装置流域に対して、これまで用いていた角柱から、円筒を使用することにより、装置全体を考慮したシミュレーションが可能となった。シミュレーションの結果、SCTの進入距離は装置磁場の磁気圧力と磁気張力の和によって決定されることが明らかにされた。また、アルフベン波の伝播が磁気張力によるSCTの減速を緩和する働きを持っていることが見いだされた。本会議ではこれらの内容について発表を行うと同時に論文の投稿を行う。
鈴木 喜雄; 林 隆也*; 岸本 泰明
Earth Planets and Space, 53(6), p.547 - 551, 2001/06
被引用回数：2 パーセンタイル：9.6(Geosciences, Multidisciplinary)近年、核融合装置への先進的燃料供給法として、コンパクト・トロイド(CT)入射法が注目されている。本研究では、この手法で観測が予期されている磁気リコネクション過程に注目し、CT入射におけるこの役割について、磁気流体(MHD)シミュレーションを行うことにより考察をしている。その結果、CT入射過程において、CTの磁場と装置の磁場との間で磁気リコネクションが引き起こされており、CT磁場配位が破壊されるのが観測された。この結果は、磁気リコネクションが燃料供給機構として働いていることを意味している。また、入射されたCTは装置磁場から受けるローレンツ力によって減速されるが、磁気リコネクションがこの力を緩和する働きも持っていることが明らかにされた。
鈴木 喜雄; 林 隆也*; 岸本 泰明
Nuclear Fusion, 41(6), p.761 - 777, 2001/06
スフェロマック型コンパクトトロイド(SCT)入射による燃料供給のためには、SCTはドリフト管で移送する必要がある。しかしながらこの領域では装置からの漏れ磁場が、SCTの移行に影響を与える可能性がある。ドリフト管内でのSCTのダイナミクスを理解するため、MHD数値シミュレーションを行っている。ここでシミュレーション領域として同軸円筒を用いている。また、内部電極の効果を調べるため、内部円筒の長さの異なるシミュレーションを行っている。SCTの進入距離はこれまで考えられていた理論モデルよりも短くなること、円部円筒がある場合には進入距離がさらに短くなることが明らかにされた。これらの結果はTEXT-Uトカマクで行われた実験結果とよく合っている。さらにSCTの減速機構について議論している。
小川 俊英; 小川 宏明; 三浦 幸俊; 新美 大伸*; 木村 晴行; 柏 好敏; 柴田 孝俊; 山本 正弘; 福本 直之*; 永田 正義*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 290-293, p.454 - 458, 2001/03
被引用回数：7 パーセンタイル：48.68(Materials Science, Multidisciplinary)JFT-2Mではコンパクト・トロイド(CT)入射による燃料供給の研究を行っている。CT入射実験はシングルヌル・ダイバータ配位で、トロイダル磁場B
=0.8~1.3T,プラズマ電流I
=140~240kAの条件で行った。CT入射装置からトロイダル方向に67.5度離れた垂直方向の軟X線検出器アレイでCT進入の様子を観測した。B=0.8TではCT入射直後、OH及びNBI加熱プラズマ中で大半径方向に非対称な軟X線分布の形成を観測した。同時に50
s程度継続する大振幅の磁気揺動(
100kHz)を観測した。CTの速度がプラズマ入射ではこれまでの最高の300km/sが得られ、この時の電子密度の上昇率は1.2
10
m
/sに達した。これはこれまでの実験条件(
~200km/s)で得られた値の約3倍に相当する。上記の条件ではCT入射直後に軟X線検出器の高磁場側端チャンネルを含むすべてのチャンネルに応答があった。同じトロイダル磁場強度では、より運動エネルギーの大きいCTほど進入が深く、またCTの進入が深いほどCT入射直後の線平均電子密度の上昇率が高くなることが明らかになった。
鈴木 喜雄; 林 隆也*; 岸本 泰明
Physics of Plasmas, 7(12), p.5033 - 5037, 2000/12
被引用回数：6 パーセンタイル：21.01(Physics, Fluids & Plasmas)コンパクトトロイド入射による核融合装置への燃料供給の理解のため、スフェロマック型コンパクトトロイド(SCT)を磁化プラズマ中へ入射するMHD数値シミュレーションを行っている。磁化プラズマ中へ入射したSCTは、これまで考えられてきたよりも複雑なダイナミクスを示す。SCTは、磁気圧力のみでなく磁気張力によっても減速される。これらの効果を考慮することにより、SCTの進入距離を決めるための新しい理解モデルを示している。さらに、モデルとシミュレーションの結果を比較することにより、SCT進入過程における磁気リコネクションの効果を議論している。磁化プラズマ中の磁場がとる2つの異なる磁気リコネクション過程のあいだの移行が磁気張力、すなわちSCTの減速を緩和していることを明らかにした。
鈴木 喜雄; 林 隆也*; 三好 隆博; 岸本 泰明; NEXTグループ
プラズマ・核融合学会誌, 76(3), p.288 - 294, 2000/03
近年、核融合装置への燃料供給手法の一つとしてコンパクトトロイド(CT)入射法が注目されている。しかしながら、入射されたCTのダイナミクス及び炉心中心部への到達条件などについては、相互作用の複雑性のため、まだ十分には理解されていない。本研究ではこれらを解明するため、核融合装置をモデル化したターゲット磁化プラズマ中へスフェロマック型CT(SCT)を入射する3次元磁気流体(MHD)シミュレーションを行っている。今回新たに、磁気圧力と磁気張力の両方によってSCTが減速される理論モデルの構築を行い、シミュレーション結果との比較を行った。その結果、SCTの減速機構として磁気張力の効果が重要であること、磁気リコネクションがこの力を緩和する働きを持っていることを示唆することが明らかにされた。
小川 宏明; 三浦 幸俊; 福本 直之*; 長谷川 浩一; 川島 寿人; 前野 勝樹; 永田 正義*; 仙石 盛夫; 柴田 孝俊; 河西 敏; et al.
Journal of Nuclear Materials, 266-269, p.623 - 628, 1999/00
被引用回数：12 パーセンタイル：66.1(Materials Science, Multidisciplinary)本講演では、JFT-2Mのバッフル板付ダイバータプラズマの特性、ダイバータ板へバイアス電圧を印加した効果及びコンパクトトロイド入射による燃料注入法について発表する。JFT-2Mの閉ダイバータでは、OH加熱時には平均電子密度が2-2.510
mからデタッチメントが始まるが、完全デタッチメントには至っていない。またバイアス電圧印加により粒子フローを制御し、バッフル効果及びダイバータ特性を著しく向上させることが明らかとなった。さらに新しい燃料供給法としてコンパクトトロイド入射装置を据付け、11月より実験を開始した。初期的な結果ではOHプラズマへの入射で一周電圧、放射損失の低下及び蓄積エネルギーの速い増加などの良好な入射特性が得られた。
中村 博雄; Ladd, P.*; Federici, G.*; Janeschitz, G.*; Schaubel, K. M.*; 杉原 正芳; Busigin, A.*; Gierszewski, P.*; 廣木 成治; Hurztmeirer, H. S.*; et al.
Fusion Engineering and Design, 39-40, p.883 - 891, 1998/09
被引用回数：5 パーセンタイル：44.27(Nuclear Science & Technology)本講演は、ITERの燃料供給、排気システムの設計の現状及び、燃料サイクルシステムの過渡応答解析について述べる。燃料供給システムは、ガス供給方式とペレット方式から構成されている。ガス供給場所は、ポロイダル断面で真空容器上部とダイバータ部の2か所で、トロイダル方向には5か所である。ペレット方式の燃料供給は、2台の遠心加速方式入射装置で行う。これらは、1個の容器(長さ6m,幅3m,高さ4.5m)に納められている。排気システムは、高英空用ポンプと粗引きポンプから構成されている。前者は、16台のクライオポンプ(排気速度200cm/s),後者は、2セットの機械式粗引きポンプである。トリチウムプラントを含んだ燃料サイクル系のトリチウムインベントリの最適化のために、過渡応答コードを開発中である。
