Measurement of Momentum Spread of the Injection Beam with Longitudinal Tomography Method in the J-PARC RCS

吉本 政弘; 原田 寛之; 發知 英明; Saha, P. K.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 金正 倫計

Proceedings of 6th International Particle Accelerator Conference (IPAC '15) (Internet), p.944 - 946, 2015/06

http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/IPAC2015/papers/mopty003.pdf

J-PARCリニアックのビームエネルギー及びビーム電流のアップグレード完了を受けて、RCSにおける設計ビーム強度1MWのビーム調整を開始した。1MWビーム出力運転を実現するためには、リニアックからの入射ビーム調整が重要な項目の一つである。リニアックビームの縦方向エミッタンスを調整を目的とし、RCSに入射した直後に縦方向トモグラフィー法を用いて入射ビームの運動量広がりを計測した。我々が開発した縦方向トモグラフィー法のツールは、CBP法を用いたシンプルなアルゴリズムが特徴で、元々はRCSビーム蓄積モード用に開発したものである。今回、我々は加速モードでも使えるように改良を行った。リニアックのデバンチャー2のタンクレベルを調整することで、運動量広がりが0.06%から0.15%まで変化することが測定でき、分布形状の変化もシミュレーションとよく一致することが確認できた。

よくわかる核融合炉のしくみ,4; 核融合炉の状態を診断し、最適に制御するシステム

栗原 研一

日本原子力学会誌, 47(3), p.200 - 207, 2005/03

http://ci.nii.ac.jp/naid/10014004117

日本原子力学会誌の連載講座「よくわかる核融合炉のしくみ」の第4章「核融合炉の状態を診断し、最適に制御するシステム」として、トカマク型核融合炉を想定したプラズマ制御システムの解説を、以下の8つの観点から行っている。(1)プラズマ計測制御はおおよそどこまで来たか?,(2)プラズマの制御と閉じ込め性能の関係はどうなっているのか?(3)プラズマ計測と制御の密接な関係は?,(4)力学的平衡状態のプラズマ制御はどんなものか?,(5)プラズマ形状や電流分布をどう知りどう操るのか?,(6)密度制御,核融合反応率(中性子発生率)制御、などの方法は?,(7)異常時のプラズマ停止制御や不安定性回避制御の技術レベルは?,(8)計測制御システムはどう作るか?

Impurity release and deuterium retention properties of a ferritic steel wall in JFT-2M

小川 宏明; 山内 有二*; 都筑 和泰; 川島 寿人; 佐藤 正泰; 篠原 孝司; 神谷 健作; 河西 敏; 草間 義紀; 山口 薫*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 329-333(Part1), p.678 - 682, 2004/08

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2004.04.192

JFT-2Mでは原型炉の構造材として有力視されている低放射化フェライト鋼(F82H)を段階的に真空容器内に設置して高性能プラズマとの適合性を試験する「先進材料プラズマ適合性試験」を実施している。フェライト鋼はその化学的特性(錆びやすい)から酸素不純物の増加が懸念されている。また、重水素保持特性に関してはこれまで十分なデータの蓄積がない。そこで、フェライト鋼を真空容器内壁の20%に設置した場合と全面に設置した場合の不純物挙動を分光診断で測定した。その結果、真空容器内壁全面に設置した場合であっても、プラズマが直接相互作用をしない位置に設置した場合では、不純物放出が大きな問題とならないことを示す結果を得た。また、フェライト鋼の重水素保持特性では、重水素はおもに酸化層に吸蔵され、機械研摩等により酸化層を除去した状態では、構造材として広く用いられているSUS-316Lと同様であることを示す結果を得た。

Optical spectroscopy of plasma plume induced by pulsed laser deposition of TiO thin films

北澤 真一; 山本 春也

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 28(4), p.1133 - 1136, 2003/12

減圧酸素雰囲気下のTi及びTiOターゲットに高出力パルスレーザー光を照射し、発生した蒸気を堆積させて単結晶TiO薄膜を作製する(パルスレーザー蒸着法)。このときに発生する(Ti蒸気の)プラズマ柱の可視領域の発光を分光解析し、プラズマ柱の構成分子がTiO単結晶膜の結晶構造に与える影響を調べた。その結果、発生するプラズマ内には、TiばかりでなくTiOが含まれていることがわかった。ターゲットがTiの場合には酸素の分圧に比例してTiOが増加したが、ターゲットがTiOの場合には、比例関係が失われた。得られたTiO単結晶膜のX線解析を行って結晶構造を調べた結果、その結晶構造とTiO分子数との間には関係があることがわかった。

放射光X線を用いた屈折コントラストによる骨画像

森 浩一*; 関根 紀夫*; 佐藤 斉*; 鹿野 直人*; 島雄 大介*; 塩飽 秀啓; 兵藤 一行*; 岡 寛*

Japanese Journal of Medical Physics, 22(1), p.13 - 19, 2002/03

一般的な臨床では、X線波動の振幅の変化によるX線透過強度の違いを、画像コントラストとして表す「吸収コントラスト法」により、人内部構造を観察する。一方、放射光の高輝度性、平行性を利用することで、X線波動の位相変化または位置に対する位相変化を画像コントラストとして表す「屈折コントラスト法」にて内部構造を観察することができる。今回、乾燥人骨と小動物下肢骨を用い骨構造の観察を行った。実験はSPring-8医学利用ビームラインBL20B2にて行った。撮影条件として、照射エネルギーと、試料と検出器(X線フィルム)間距離を変化させた。その結果、中エネルギー領域では骨梁構造が、高エネルギー領域では骨辺縁部構造の描画能が高いことがわかった。また、小動物下肢骨撮影においては、従来法では確認が困難であった緻密質に及ぶ骨折が観察できた。屈折コントラスト法は、吸収コントラスト法に比べ微細構造の描写能が高いことがわかった。臨床に応用すれば、従来法より低い線量でより情報量の多い画像が得られることがわかった。

Development of magnetic jB sensor

河西 敏; 中山 尚英*; 石塚 悦男

JAERI-Tech 2001-082, 23 Pages, 2001/12

JAERI-Tech-2001-082.pdf:2.54MB

改良型jB磁場計測センサーを設計,製作した。その基本構造は、以前開発したセンサーと同じであるが、使用したロードセル(ロードセルとセンサービームから構成)とセンシングコイルの材質には、中性子照射に耐えるものを採用した。センサー出力の温度によるドリフトを少なくするため、電気的特性,幾何学的大きさが同じ歪ゲージ2枚を一組として、センサービームの表と裏にアルミナ溶射により張り付けてロードセルを製作した。この4枚の歪ゲージがホイートストンブリッジを構成するように接続して温度による出力のドリフト低減をはかった。特性試験の結果、以下のことがわかった。jB磁場計測センサーに使用するロードセル出力の零ドリフトを以前開発したものに比べ、約1/20に減らすことができた。ロードセル出力の温度依存性は小さいが、荷重に対するロードセル出力及びセンサー感度は非直線性を示した。jB磁場計測センサー感度の最小2乗フィッティングラインからのずれは、高磁場側で7%以下であった。センサーの中性子照射試験からは,中性子照射量が1.82.810n/mのとき、感度は高磁場側では約30%減少することがわかった。照射中も感度に非直線性が観測された。

ニューラルネットワークを用いた原子炉異常監視技術の研究

鍋島 邦彦

JAERI 1342, 119 Pages, 2001/03

JAERI-1342.pdf:7.52MB

本研究は、ニューラルネットワークに過去の正常な運転データを学習させることによって原子炉のモデル化を行い、原子力プラントの異常診断に利用する手法について検討したものである。もし、異常な運転パターンがネットワークに入力された場合には、各プラント変数のネットワーク推定値は測定値と大きく異なってくるはずである。したがって、その偏差を監視することにより、原子力プラント内の微少な異常兆候を検知することが可能になる。まず、さまざまな異常事象を容易に模擬できるPWRプラントシミュレータを利用して、フィードフォワードニューラルネットワークとリカレントニューラルネットワークの異常検知性能の評価を行った。適応学習法を取り入れたフィードフォワードニューラルネットワーク及びフィードバック結合を持つリカレントニューラルネットワークは、プラント動特性や緩やかな状態の変化にモデルを追従させることが可能で、しかも定常運転時だけでなく過渡運転時に発生した異常事象についても、従来の監視システムよりもはるかに早い段階で検知できた。次に、フィードフォワードニューラルネットワークによる異常監視システムを、実際の原子力発電所(PWR)に適用した結果を示した。1年間にわたるオフライン及びオンライン監視の結果、ニューラルネットワークが従来の監視システムや運転員が気づかないようないくつかの微小な異常事象を検知できた。さらに、ニューラルネットワークを用いた感度解析を行い、ニューラルネットワークが適切にプラントをモデル化できていることが証明された。最後に、ニューラルネットワークによる異常検知手法にエキスパートシステムを組み合わせた、高温ガス炉用ハイブリッド監視システムの開発について述べた。リカレントネットワークを採用することにより、比較的ゆっくりした動特性をもつ高温ガスのモデル化が可能になることがシミュレーション結果から明らかになった。

X線位相コントラスト法による骨画像と放射光X線撮影システム

森 浩一*; 鹿野 直人*; 塩飽 秀啓; 佐藤 斉*; 関根 紀夫*; 佐藤 勝*; 兵藤 一行*; 安藤 正海*

コニカX-レイ写真研究, 51(3), p.101 - 105, 2000/05

https://ci.nii.ac.jp/naid/40004748495

実用的な人体X線写真撮影法は、X線が被写体を透過した後におけるX線振動の振幅変化を画像のコントラストとして表す。つまりX線吸収コントラスト画像法である。X線の発見以来、X線発生装置やフィルム及び撮影装置は飛躍的な進歩を遂げているが、撮影原理自体は100余年前と変わらない。これに対し、X線が被写体を通過するときに起こるX線屈折率の変化に伴うX線波動の位相変化を画像のコントラストとして表す方法を、われわれは放射光を利用することで開発し、人骨に応用した。撮影試料として人体手部乾燥骨を用いた。人為的に微小骨折を作りX線撮影を行った。撮影はSPring-8にて行った。従来の方法で(X線吸収コントラスト法)では微小骨折は全く描写されてないが、X線位相コントラスト法では鮮明に描写できた。また、骨折像のみならず、骨質の変化や骨梁の構造も描写できることがわかった。新しい診断方法として大いに期待できる。

Proceedings of the 6th IAEA Technical Committee Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems; October 12-14, 1999, JAERI, Naka, Japan

炉心プラズマ研究部

JAERI-Conf 2000-004, p.140 - 0, 2000/03

JAERI-Conf-2000-004.pdf:10.5MB

本報文集は、1999年10月12-14日に日本原子力研究所那珂研究所において開催された標記第6回会合の報文を収録した。この会合は、これまで「核融合研究における粒子」というタイトルで、キエフ(1989)、アスペナス(1991)、トリエステ(1993)、プリンストン(1995)、及びアビンドン(1997)で開催された会合に引き続くものである。今回の会合では、粒子物理、高速イオンの輸送現象、高速イオンによる核融合プラズマへの効果、高速イオンの集団現象などの高速イオン研究に加えて、新たにディスラプション時の逃走電子、及び高速粒子に関するプラズマ診断法を対象テーマとした。出席者は60人を上回り、27件の口頭発表(うち招待講演8件)と19件のポスター発表があった。この報文集は、これらの研究発表のうち37件の論文を収録した。

Plant monitoring with the combination of recurrent neural network and real-time expert system

鍋島 邦彦; 鈴土 知明; 滝澤 寛*; 大野 富生*; 工藤 和彦*

Proceedings of International Topical Meeting on Nuclear Plant Instrumentation, Controls, and Human-Machine Interface Technologies (NPIC&HMIT 2000) (CD-ROM), 9 Pages, 2000/00

本研究では、リカレントニューラルネットワークとルールベースの実時間エキスパートシステムを用いて、原子力プラントの監視システムを開発した。高温ガス炉動特性解析コード及びオンラインPWRシミュレータを用いて、データ収録部及び運転員サポート画面を含めた全システムの性能評価を行った。その結果、リカレントニューラルネットワークは、異常徴候を早い段階で検知できることが示された。またエキスパートシステムもニューラルネットワーク出力や知識ベースを用いて正確に異常事象を診断することができた。