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清水 勝宏; 滝塚 知典; 櫻井 真治; 玉井 広史; 竹永 秀信; 久保 博孝; 三浦 幸俊
Journal of Nuclear Materials, 313-316, p.1277 - 1281, 2003/00
被引用回数：33 パーセンタイル：88.14(Materials Science, Multidisciplinary)JT-60では、超電導コイルトカマク装置への改造が計画されている。ダイバータ研究の主要な目的は、放射損失の割合が90%程度の条件下でのデタッチ制御(非接触ダイバータの制御)である。2次元ダイバータコードを用いてJT-60SCのダイバータ特性について調べた。内側ダイバータでの粒子リサイクリングが高いため、デタッチ状態になるが、外側は0.6
10
ys程度のガスパフによりデタッチとなる。内側のクライオパネルの排気量を150m
/s程度に高くすることにより、デタッチからアタッチ状態になり、排気量の設計値(200m/s)の範囲でデタッチ制御が可能であることが明らかになった。中性粒子の挙動は2次元モンテカルロコードを用いて解析しているが、中性粒子とプラズマとの弾性散乱効果を含めるよう改良した。その結果弾性散乱により、ダイバータ前面で運動量が損失し、20%程度プラズマ密度が低くなることが明らかになった。
Chankin, A. V.; 伊丹 潔; 朝倉 伸幸
Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A399 - A405, 2002/05
被引用回数：10 パーセンタイル：33.07(Physics, Fluids & Plasmas)H-モードの密度限界は、非接触ダイバータにより決まるとのモデルがある。そこで、H-モードの密度限界のメカニズムを探るためにJT-60の高密度H-モード放電について解析を行った。MARFE及び非接触ダイバータに至る高放射損失のNBI加熱プラズマでは、非接触ダイバータとH-L遷移を切り分けることが可能であり、H-L遷移の近傍では、強い非接触ダイバータ状態がみられるが、それ自身は密度上昇を制限しない。つまり、JT-60の密度限界は、H-L遷移により引き起こされるハードな限界という見方はできるが、非接触ダイバータにより決まるとは結論できない。
久保 博孝; 櫻井 真治; 朝倉 伸幸; 清水 勝宏; 伊丹 潔; 木島 滋; 小出 芳彦; 藤田 隆明; 竹永 秀信; 東島 智; et al.
Proceedings of 28th European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics, Volume 25A, p.1353 - 1356, 2001/00
負磁気シア放電は、定常トカマク型核融合炉の運転シナリオとして有力な候補である。一方、ダイバータ板への熱負荷の低減には、不純物入射による放射損失の増大が有効である。JT-60では、内部輸送障壁を有する高閉じ込め(閉じ込め改善度: H
2)の負磁気シア放電に、Ne及びArを入射することにより、放射損失を増大(放射損失割合: P
/P
0.7)した。特に、Neをダイバータ側から入射した場合には、X点MARFEの発生により放射損失が増大し、ダイバータプラズマが非接触状態になった。この非接触ダイバータを維持しつつ、内部輸送障壁が成長し、閉じ込め改善度が1.2から1.6に増大した。この時、Ne及びCの密度分布にも内部輸送障壁が観測されたが、その密度分布は電子密度分布とほぼ同じであり、不純物の選択的な蓄積は観測されなかった。
榎 学*; 岸 輝雄*; 川崎 弘嗣; 青砥 紀身
JNC TY9400 2000-010, 138 Pages, 2000/03
JNC-TY9400-2000-010.pdf:5.15MB
本研究では構造物および材料におけるき裂の発生、伝播を検出するシステムについての検討を行った。まず、プラント機器のように過酷な環境で適用することを考慮して、レーザー干渉計を用いて非接触で破壊を検出・評価することを試みた。He-Neレーザーを用いたヘテロダイン型の干渉計により、材料中を伝播してきた弾性波を検出できることを確かめ、この干渉計を4チャンネル用いる非接触AE波形計測システムを構築した。このシステムをアルミナコーティング材の熱応力破壊に適用した。試験片の冷却時に界面近傍に発生する微視割れによるAE波形を検出でき、また逆問題解析を行うことにより、微視割れの発生時刻、発生位置、大きさおよび破壊モードが評価可能となった。このように、レーザー干渉計によるAE波形定量評価システムが開発でき、その有効性が確かめられた。次に、き裂発生を予測するため、ミクロき裂が発生する以前の損傷変化を検出することを試みた。繰り返し熱過渡負荷を受けた構造物を用いて、超音波検出試験とその波形解析、およびき裂の発生した近傍の微小硬さ計による硬さ測定を行った。超音波エコーのウェーブレット解析により得られた音速は、き裂発生以前の損傷を検出できた。また、粒界上の微小硬さ変化から、き裂発生を推定できる見通しがある。
逆井 章; 竹永 秀信; 細金 延幸; 久保 博孝; 櫻井 真治; 秋野 昇; 藤田 隆明; 東島 智; 玉井 広史; 朝倉 伸幸; et al.
Fusion Energy 1998 (CD-ROM), 8 Pages, 1999/00
ITER等の核融合炉でDT反応によって生じるヘリウム灰の排気を模擬するため、JT-60UにおいてELMyHモードプラズマにヘリウムビームを入射して、ヘリウムの排気性能を調べた。JT-60Uでは、ポンプ付きのW型ダイバータに改造し、排気用クライオポンプをアルゴンフロスト化して、ヘリウム排気実験を可能にした。その結果、ヘリウムビームによる粒子補給と排気がバランスして、ヘリウム濃度4%の状態を定常的に維持するのに成功した。排気性能の目安となるヘリウムの残留時間/エネルギー閉じ込め時間の比は4となり、ITERで要求されている比10を大きく下回る良好な排気性能が得られた。また、非接触状態のダイバータにおいても接触状態と同様に充分な排気効率があることを明らかにした。加えて、負磁気シアプラズマでは、内部輸送障壁の内側からのヘリウム排出は外側に比べて2倍程度残留時間が長いことが分かった。
櫻井 真治; 朝倉 伸幸; 伊丹 潔; 久保 博孝; 東島 智; 嶋田 道也
Bulletin of the American Physical Society, 43(8), P. 1829, 1998/11
JT-60UのOH加熱及びNB加熱Lモード放電においてW型ダイバータのX点近傍の電子温度,密度,圧力及び放射損失の分布を調べた。主プラズマ密度の増加に従って放射損失が増加し、セパラトリクス近傍では電子密度が急増するとともに電子温度が低下した。電子温度が30eV以下になると炭素不純物からの放射損失が急増し、主プラズマ密度がグリンワルド密度限界の35%(OH加熱)
45%(Lモード)では電子温度は10eV以下まで低下し、電子圧力も低下した。Lモードでは電子温度が10eV未満でセパラトリクス近傍の電子圧力が1/10以下に低下し、X点直下でも非接触状態が形成された。さらに主プラズマ密度が増加すると非接触領域の電子圧力は徐々に低下したが、領域自体はセパトリクス近傍に限定された。これはX点MARFE状態では放射損失領域がX点近傍に集中していることと一致する。
久保 博孝; 澤田 圭司*
プラズマ・核融合学会誌, 74(6), p.562 - 567, 1998/06
国際熱核融合実験炉では、ダイバータ板への熱負荷を軽減するために、非接触ダイバータ・プラズマを標準の運転モードとしている。従来、ダイバータ・プラズマでは、イオンがダイバータ板で再結合し、中性粒子となってダイバータ板から放出され、それが電離されながら輸送される状態にあると考えられていた。しかし、最近、非接触ダイバータ・プラズマでは、プラズマ・イオンがダイバータ板に到達するまでに再結合する現象(体積再結合)が観測された。この体積再結合は、非接触ダイバータ・プラズマにおけるイオン流束の減少に重要な役割を果たすと考えられている。したがって、ダイバータ・プラズマにおける体積再結合過程の理解は、次期核融合装置の運転モードの検討及び性能評価に重要である。また、低温高密度プラズマ中のプラズマ素過程のひとつとして、体積再結合はプラズマ分光学的にも興味深い現象である。ここでは、ダイバータ・プラズマにおける体積再結合に関する最近の研究を、特に分光診断に関するものを中心に紹介する。
大岡 紀一; 石井 敏満
軽金属溶接, 36(4), p.169 - 174, 1998/00
本稿は、X線透過試験に関する各種試験法の特徴や開発動向及び国内外の規格について紹介すると共に、アルミニウム等の軽金属材料に対して非常に有効なマイクロフォーカスX線装置の特徴や開発の現状について解説したものである。特に、線源であるX線管や加速器の開発及びマイクロフォーカス化等による厚肉鋼材のきず検出から電子部品等の微小きず検出に至るまでの適用について示した。また、コンピュータトモグラフィシステムの開発によって、試験体の断層像が取得でき、内部のきずの位置や形状を三次元的に把握可能であることを紹介した。更に、カメラやモニタ等の高度化による、情報のリアルタイム化や試験体と検出器の非接触計測の実現についても触れた。
木村 貴海; 加藤 義春; 吉田 善行
Radiochimica Acta, 82, p.141 - 145, 1998/00
天然環境条件におけるアクチノイドイオンの研究では、化学種の高感度かつ高選択的なスペシエーションが要求される。吸光光度法よりも高感度な検出法として、いくつかの光熱変換分光法があるが、接触測定が必要(光音響)、光学的アラインメントが困難(熱レンズ、光熱偏向)などの問題点がある。これらに代わる方法として、遠隔操作による完全に非接触的で光感度な検出を目的に、光学的ヘテロダイン干渉計を検出器に用いる新規な光熱変換分光を開発した。レーザー誘起光熱変位分光法(LIPDS)と名付けた本法の原理は、(1)光吸収による弾性波の発生、(2)弾性波の伝搬により生ずる試料セルの振動、及び(3)ヘテロダイン干渉計による微小変位の検出に基づく。プラセオジム(III)を用いて、検出原理の実証、測定条件の最適化を検討し、これまでに、吸光光度法の検出下限の10分の1までの光吸収スペクトルの検出が可能となった。
木村 貴海; 加藤 義春; 吉田 善行
Journal of Nuclear Science and Technology, 34(7), p.717 - 719, 1997/07
被引用回数：1 パーセンタイル：14.47(Nuclear Science & Technology)天然環境条件におけるアクチノイドイオンの研究では、化学種の高感度かつ高選択的なスペシエーションが要求される。吸光光度法よりも高感度な検出法として、いくつかの光熱変換分光法があるが、接触測定が必要(光音響)、光学的アラインメントが困難(熱レンズ、光熱偏向)などの問題点がある。これらに代わる方法として、遠隔操作による完全に非接触で高感度な検出を目的に、光学的ヘテロダイン干渉計を検出器に用いる新規な光熱変換分光を開発した。レーザー誘起光熱変位分光法(LIPDS)と名付けた本法の原理は、(1)光吸収による弾性波の発生、(2)弾性波の伝搬により生ずる試料セルの振動、及び、(3)ヘテロダイン干渉計による微小変位の検出に基づく。ネオジム(III)を用いて検出原理の実証、測定条件の最適化を検討し、これまでに、吸光光度法の検出下限の10分の1までの光吸収スペクトルの検出が可能となった。
細金 延幸
プラズマ・核融合学会誌, 73(6), p.564 - 569, 1997/06
JT-60Uのダイバータ及び関連システムの改造が1997年2月から5月にかけて行われた。新しいダイバータは傾斜したターゲットとドームから構成されるW型のセミ・クローズ型ダイバータであり、ダイバータ排気のためにクライオポンプを装備している。パワー制御と主プラズマ性能を同時に両立するために、新しいダイバータにおいて改善される点について、特に、部分的非接触ダイバータ運転に焦点をあてて、議論する。
岸 輝雄*; 榎 学*
PNC TJ9602 97-001, 19 Pages, 1997/03
ナトリウム漏えいを未然に防止するためには、機器・構造物の破損を防ぐことが必要である。したがってそのためには破損に至るまでの前駆現象を検出する技術が重要となってくる。そこで本調査研究においては、そのための先端的なセンサーの一つであると考えられるレーザー超音波センサーについて、その原理および現状についてまとめ、その適用範囲を明らかにすることを試みた。まず、このような非破壊評価手法の重要性およびレーザーを用いた非破壊評価手法の歴史について調べた。さらに、パルスレーザー照射による非接触弾性波発生と、レーザー干渉法による非接触超音波検出について、その技術的な基礎について調査した。パルスレーザー照射による弾性波発生では、熱応力モードとアブレーションモードの2種類があり、その特性の違いについてまとめた。また、レーザー干渉による超音波受信においては、ホモダイン干渉法、時間差干渉法、共焦点ファブリペロー干渉法の各手法の原理と特徴についてまとめた。さらに、この手法の粗面試料への適用例および高温中の材料への適用を考察することにより、これらの条件においてもこの手法が実用化される可能性が示唆された。
朝倉 伸幸; 星野 一生; 宇藤 裕康; 染谷 洋二; 清水 勝宏; 新谷 吉郎*; 徳永 晋介; 飛田 健次; 大野 哲靖*
no journal, ,
ダイバータ設計において、平衡コイルの配置を工夫してダイバータ板への磁力線の連結長を増加する「先進ダイバータ」の検討が注目されている。非常に大きな熱流の低減が求められる原型炉のダイバータ設計への適応を考察するため、コイル配置とプラズマ平衡配位の検討し1-2コのインターリンクコイルを設置することで、小型化したスーパーXダイバータ設計が可能であることを示した。上記のShort-SXDについてダイバータプラズマのシミュレーションを開始した。通常と異なるダイバータや磁力線の形状における計算用メッシュの作成を行い、500MWのプラズマ熱流が周辺部に排出される条件で、アルゴンガスを入射することで放射損失パワーを92%程度まで増加することにより、完全非接触ダイバータが生成する結果が得られた。標準磁場形状のダイバータでは同条件で完全非接触ダイバータは得られなかったことから、磁場形状の工夫によるダイバータプラズマ制御の効果を示した。最大ピーク熱負荷も標準形状のダイバータと比較して10MW/m
程度に低減できたが、プラズマ熱流よりも再結合プロセスが寄与するため、このプロセスのモデリング検討が重要と思われる。
朝倉 伸幸; 星野 一生; 宇藤 裕康; 新谷 吉郎*; 徳永 晋介; 清水 勝宏; 染谷 洋二; 飛田 健次; 大野 哲靖*
no journal, ,
ダイバータ設計において、平衡コイルの配置を工夫してダイバータ板への磁力線の連結長を増加する「先進ダイバータ」の検討が注目されている。非常に大きな熱流の低減が求められる原型炉のダイバータ設計への適応を考察するため、コイル配置とプラズマ平衡配位の検討し1-2個のインターリンクコイルを設置することで、小型化したスーパーXダイバータ設計が可能であることを示した。上記のShort-SXDについてダイバータプラズマのシミュレーションを行った。通常と異なるダイバータや磁力線の形状における計算用メッシュの作成を行い、500MWのプラズマ熱流が周辺部に排出される条件で、アルゴンガスを入射することで放射損失パワーを92%程度まで増加することにより、完全非接触ダイバータが生成する結果が得られた。標準磁場形状のダイバータでは同条件で完全非接触ダイバータは得られなかったことから、磁場形状の工夫によるダイバータプラズマ制御の効果をしめした。最大ピーク熱負荷も標準形状のダイバータと比較して10MW/m程度に低減できたが、プラズマ熱流よりも再結合プロセスが熱負荷として寄与するため、このプロセスの制御が重要と思われる。
朝倉 伸幸; 星野 一生; 宇藤 裕康; 新谷 吉郎*; 清水 勝宏; 徳永 晋介; 染谷 洋二; 飛田 健次; 大野 哲靖*
no journal, ,
ダイバータ設計において、平衡コイルの配置を工夫してダイバータ板への磁力線の連結長を増加する「先進ダイバータ」の検討が注目されている。非常に大きな熱流の低減が求められる原型炉のダイバータ設計への適応を考察するため、コイル配置とプラズマ平衡配位の検討し1-2個のインターリンクコイルを設置することで、小型化したスーパーXダイバータ設計が可能であることを示した。上記のShort-SXDについてダイバータプラズマのシミュレーションを行った。通常と異なるダイバータや磁力線の形状における計算用メッシュの作成を行い、500MWのプラズマ熱流が周辺部に排出される条件で、アルゴンガスを入射することで放射損失パワーを92%程度まで増加することにより、完全非接触ダイバータが生成する結果が得られた。標準磁場形状のダイバータでは同条件で完全非接触ダイバータは得られなかったことから、磁場形状の工夫によるダイバータプラズマ制御の効果をしめした。最大ピーク熱負荷も標準形状のダイバータと比較して10MW/m程度に低減できたが、プラズマ熱流よりも再結合プロセスが熱負荷として寄与するため、このプロセスの制御が重要と思われる。
坂本 瑞樹*; 大木 健輔*; 吉川 基輝*; 寺門 明紘*; 野原 涼*; 野尻 訓平*; 中嶋 洋輔*; 福本 正勝; 市村 和也*; 細田 甚成*; et al.
no journal, ,
GAMMA10/PDXでは、ミラー端部に設置したダイバータ模擬実験モジュールを用いて、境界プラズマの物理とプラズマ壁相互作用が調べられている。本研究では、モジュール内に設置したタングステン製のV字ターゲットに端損失プラズマを照射し、リサイクリングに対する水素ガス入射の影響とターゲット温度の影響を調べた。モジュールに入射する直前の電子密度と電子温度はそれぞれ3.010
m
と10eVであったが、モジュール内に水素ガスを1.23Pa導入することで、V字ターゲットのコーナー部ではそれぞれ0.610mと3eVに低下した。このことから、V字ターゲットのコーナー部では非接触プラズマが形成されていると考えられる。また、同部で測定したH
とH
の強度比から評価すると、分子活性化再結合が発生している可能性が高い。さらに、V字ターゲットの温度上昇と共にコーナー部での電子密度とH信号強度の増加が観測された。これにより、ターゲットの温度上昇によってリサイクリングが増加する可能性が示唆された。
中嶋 洋輔*; 市村 和也*; 武田 寿人*; 岩元 美樹*; 細田 甚成*; 清水 啓太*; 大木 健輔*; 坂本 瑞樹*; 大野 哲靖*; 門 信一郎*; et al.
no journal, ,
GAMMA10/PDXでは、非接触プラズマの生成と特性評価を目的として、ダイバータ模擬実験モジュール内部に設置したV字ターゲットへのプラズマ照射実験を行っている。ダイバータ模擬実験モジュール内に水素または希ガス(アルゴンやキセノン)を入射することで、V字ターゲット前面での非接触プラズマの形成に成功した。このとき、V字ターゲットへの熱粒子負荷の減少を観測した。また、V字ターゲットのコーナー部で測定した電子温度が数十eVから3eVに低下した。この電子温度の低下は分子活性化再結合が原因である可能性が高い。また、非接触プラズマの形成には、モジュール内へ水素ガスとキセノンガスの両方を入射することが効果的であった。
瀬川 麻里子; 前田 亮; 藤 暢輔; 甲斐 哲也
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【課題】試料における中性子共鳴吸収を利用して試料の温度を非接触かつ高精度で測定する。 【解決手段】この温度測定装置1においては、白色スペクトル、パルス状の中性子線N0を発する中性子源100が用いられ、中性子線N0は、温度が測定される対象となる試料S0に照射される。試料S0を透過後の中性子線N1は、材料構成が既知であるインディケータS1に照射される。γ線検出器20によってインディケータS1から中性子線N1の照射に伴って発せられるγ線が検出される。γ線検出器20によって測定された飛行時間スペクトルには温度依存性が存在し、これを解析することによって、試料S0の温度を算出することができる。
