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報告書

高速動作ゲートバルブの開発

平塚 一; 市毛 尚志; 木津 要; 本田 正男; 宮 直之

JAERI-Tech 2002-076, 37 Pages, 2002/10

JAERI-Tech-2002-076.pdf:2.53MB

臨界プラズマ試験装置では、遠心加速方式ペレット入射装置を用いて重水素ペレットの連続入射による高密度プラズマの実験運転を行っているが、プラズマの状態によりペレット入射の停止や入射個数制御が要求されている。その手法として高速シャッター弁による動作が有効である。しかし、従来の高速シャッター弁は、その動作速度や真空性能に問題があったため、飛行ペレットの停止,ペレット入射個数制御及び真空維持などのシャッター機能及び真空シール機構を有するゲートバルブを開発した。開発した高速動作ゲートバルブは、衝撃吸収タイプの電磁弁構造適用により、気密性1$$times$$10-8Pam$$^{3}$$/s以下、弁体ストローク20mm以上及び動作応答時間100ms以下の仕様を満足する結果を得た。この結果、遠心加速方式ペレット入射装置に適用可能であることが確認された。

論文

Gas and pellet injection systems for JT-60 and JT-60U

木津 要; 平塚 一; 三代 康彦; 市毛 尚志; 笹島 唯之; 西山 友和; 正木 圭; 本田 正男; 宮 直之; 細金 延幸

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.396 - 409, 2002/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:30.46(Nuclear Science & Technology)

この論文では、JT-60のガス及びペレット入射システムの開発と運転について述べている。ガス注入システムの主要機器であるガス注入バルブは、積層型圧電素子を用いて開発した。このシステムの最大流速は43.3Pam$$^{3}$$/sである。このバルブは、JT-60真空容器内を大気圧にすることなく修理と調整ができるように調整機構を大気側に備えている。ペレット入射システムでは圧空加速式と遠心加速式の2種類の入射方式を開発してきた。圧空式は1988年当時の世界最高記録である2.3km/sのペレット速度を達成した。一方、遠心式は1998年に開発され、40個の2.1mm角立方体ペレットを1$$sim$$10Hzで0.1$$sim$$1.0km/sの速度で連続的に射出可能である。1999年には高磁場側(上側)入射用のガイド管を開発し、ペレット入射実験を2000年より開始した。加えて高磁場側(水平)入射のためのガイド管を新規に2001年3月に開発した。

報告書

Development of the centrifugal pellet injector for JT-60U

木津 要; 平塚 一; 市毛 尚志; 岩橋 孝明*; 笹島 唯之; 正木 圭; 佐々木 昇*; 本田 正男; 宮 直之; 細金 延幸

JAERI-Tech 2001-022, 20 Pages, 2001/03

JAERI-Tech-2001-022.pdf:1.34MB

JT-60Uプラズマ中心への燃料供給のために重水素固体ペレット入射装置を開発した。本装置は直線型のロッドを回転させ遠心力によってペレットを加速する機構となっており、0.3~1.0km/sの速度で最大40個(1~10Hz)で射出可能である。0.7km/s以下の速度でのペレット1個あたりの平均的な原子数は3.6$$times$$10$$^{20}$$個である。加速中にペレットからの昇華ガスにより、ペレットの運動が乱されるのを防ぐために加速部品にメッシュ構造を取り入れ、また射出されたペレットを破壊せずにプラズマまで導くために適切な角度を持ったファンネル(テーパー管)を開発したことにより、破壊なく高い確率でのペレット入射が可能となった。オーム加熱(OH)プラズマへの低磁場側からのペレット入射実験を行ったところ、ガスパフに比べて中心領域に供給が行えること、ダイバーター領域のD$$alpha$$発光強度も小さく押さえられ低リサイクリングを維持していることを確認した。

論文

JT-60Uにおける遠心加速方式ペレット入射装置の開発

平塚 一; 木津 要; 市毛 尚志; 本田 正男; 岩橋 孝明*; 佐々木 昇*; 宮 直之; 細金 延幸; 小田 泰嗣*; 吉田 和人*

プラズマ・核融合学会誌, 76(11), p.1189 - 1197, 2000/11

JT-60Uでは、高密度プラズマの長時間保持を目的として、直線型加速方式、エクスツルーダー型生成方式を用いた遠心加速方式ペレット入射装置を開発した。この方式は、低温状態での重水素ガスペレット化制御、ペレットが発生するアブレーションガスの対策、射出方向の安定化、衝突対策等が重要である。そのため、ペレット生成中の観察が行えるようにしたうえで、固体燃料供給管等の冷却強化、排気口の設置による発生ガスの排気、遠心加速部分からの飛び出し防止及び飛行過程での衝突破損防止等の工夫・開発を行った。その結果、固い透明な重水素の氷の生成を観察でき、2.1mmの立方体(キュービック)のペレットを的確に切断・装填し、加速・射出することができた。以上により、ペレット射出速度410m/sにおいて、周波数5Hzで7s間、周波数10Hzで3.5s間の連続射出に成功した。本論文は、装置の原理、構造、試験結果等について報告する。

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