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川村 英之; 広瀬 直毅*; 中山 智治*; 伊藤 集通
JAEA-Data/Code 2021-004, 34 Pages, 2021/05
JAEA-Data-Code-2021-004.pdf:3.72MB
日本原子力研究開発機構は1999年10月から2008年1月の期間中、津軽海峡を航行するフェリーに設置した超音波流速計を使用して、当該海域における海流調査を実施した。津軽海峡における海流の特徴を把握することは、周辺に立地する原子力施設から放出される放射性物質の海洋拡散を予測する上で重要なことである。さらに、津軽暖流のメカニズムを解明することは、海洋学の観点からも非常に興味深いことである。本調査で整備した海流のデータセットは日毎のデータファイルから構成されており、各データファイルには表層から底層までの流速の東西・南北成分が記録されている。データが欠損している期間があるが、データセットには1999年10月から2008年1月まで合計2,211日分のデータファイルが格納されている。本報では、ユーザーが適切にデータセットを解析するために必要な情報を記載している。第1章では、海流調査の背景と目的を述べる。第2章では、超音波流速計を使用した調査方法について説明する。第3章では、データファイルのレコード形式とデータ取得率について説明するとともに、解析結果の一例を示す。最後に、第4章で本報の結論を述べる。
明午 伸一郎; 野田 文章*; 石倉 修一*; 二川 正敏; 坂元 眞一; 池田 裕二郎
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 562(2), p.569 - 572, 2006/06
被引用回数：20 パーセンタイル：77.45(Instruments & Instrumentation)JSNSでは3GeV陽子ビームが早い繰り返しのシンクロトロン(RCS)から水銀の核破砕中性子ターゲットに輸送される。水銀ターゲット容器におけるピッティングによる損傷を減らすためには、陽子ビームの電流密度のピークを下げることが最も効果的である。本研究では、第一ステップとしてターゲットでのビームプロファイルを評価した。ビームプロファイルはRCS出口の位相空間で決定される。位相空間における分布は、空間電荷効果を考慮したSIMPSONSコードにより計算した。実空間における、プロファイル分布はベータトロン振幅の行列変換により導出した。RCSにビームを入射する場合において、コリレーテッドペインティングよりもアンタイコリレーテッドを用いることによりピーク電流密度が減ることがわかった。
及川 聡洋; 鈴木 隆博; 諫山 明彦; 林 伸彦; 藤田 隆明; 内藤 磨; 津田 孝; 栗田 源一; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 45(9), p.1101 - 1108, 2005/09
被引用回数：4 パーセンタイル：14.23(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uトカマクにおいて、新古典テアリング不安定性発生中の磁気島形成に伴う電流密度の小半径方向分布の時間発展を世界で初めて観測した。磁気島構造の成長に伴い、電流密度分布は磁気島位置において平坦化し凹型の構造が現れた。そして磁気島の縮小に伴い、この平坦部は狭まり、磁気島消滅後には平坦化構造も消滅した。一方、MHD不安定性の無いプラズマではそのような電流密度分布の変形は見られなかった。テアリングモード放電で現れた電流密度分布の発展は、磁気島部での自発電流の減少を仮定した非定常輸送シミュレーションによって再現できた。また、実験結果と定常解の比較からも、電流密度分布と安全係数分布の時間発展を説明できる。これら実験結果とシミュレーション結果から、磁気島O点での自発電流の減少を結論づけた。
及川 聡洋; 諫山 明彦; 藤田 隆明; 鈴木 隆博; 津田 孝; 栗田 源一
Physical Review Letters, 94(12), p.125003_1 - 125003_4, 2005/04
被引用回数：10 パーセンタイル：53.4(Physics, Multidisciplinary)JT-60Uトカマクにおいてテアリング不安定性発生中の磁気島形成に伴う電流密度の小半径方向分布の時間発展を世界で初めて観測した。磁気島構造の成長に伴い、電流密度分布は磁気島位置において平坦化し凹型の構造が現れた。そして磁気島の縮小に伴い、この平坦部は狭まり、磁気島消滅後には平坦化構造も消滅した。さらに、磁気島の回転に同期して局所ポロイダル磁場が変動することを観測した。この観測結果は電流密度分布の平坦化が磁気島構造のO点に局在していることを意味する。以上の結果は、テアリング不安定性理論が予測する電流密度分布の発展を初めて実験的に証明したものである。
玉井 広史; 栗田 源一; 松川 誠; 浦田 一宏*; 櫻井 真治; 土屋 勝彦; 森岡 篤彦; 三浦 友史; 木津 要; 鎌田 裕; et al.
Plasma Science and Technology, 6(3), p.2281 - 2285, 2004/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60SCの高性能定常運転シナリオをTOPICSを用いて検討・評価し、
5で自発電流割合86%の定常状態をI
=1.5MA, B
=2T, NBパワー11MWで維持できることを示した。またERATO-Jを用いた解析を行い、導体壁半径とプラズマ小半径との平均比約1.2では、トロイダルモード数1、または2の外部キンクモードに対する壁安定効果により、
5.5まで達成可能であることを示した。さらに 、プラズマを壁に近付けることによって発生する抵抗性壁モードは、容器内コイルを用いた能動制御により抑制されると予測している。一方、のさらなる向上のためにTOSCAによるプラズマ形状の解析を行い、S=(I/aB)q
で定義されるプラズマ形状係数(非円形度と三角形度に強く依存)を4から6まで変えられることを示した。これは高性能プラズマ運転を実現するうえで重要な電流分布と圧力分布の制御性の拡張を示唆している。
小関 隆久; 濱松 清隆; 諫山 明彦; 栗田 源一
Fusion Engineering and Design, 53(1-4), p.65 - 69, 2001/01
被引用回数：7 パーセンタイル：48.66(Nuclear Science & Technology)衝突周波数が小さい高
プラズマにおいて、磁気島に沿って流れるブートストラップ電流が磁気島を成長させることが考えられる。これは、新古典テアリングモードと呼ばれ、定常プラズマにおける新たな限界になるものとして、最近、重要課題となっている。ここでは、新古典MHDモデルに基づく磁気島の発展方程式をもとに、飽和時の磁気島幅を評価し、電流分布や圧力分布に対する影響を調べた。その結果、テアリングモードの有理面が低シア領域にあると不安定効果が大きいこと、低
プラズマでは高nモードがより安定であることなどが明らかとなった。また、磁気島への局所電流駆動による安定化効果を調べ、小半径の10%程度の幅の電流を磁気島へ駆動することにより、プラズマ電流の12%の駆動電流で、大きな安定化効果が期待できることを示した。
神永 雅紀; 山本 和喜; 数土 幸夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 35(12), p.943 - 951, 1998/12
被引用回数：24 パーセンタイル：85.13(Nuclear Science & Technology)通常運転時において、下向流により炉心を冷却している研究用原子炉では、1次冷却材の流量が喪失した場合、炉心内で強制循環による下向流から自然循環による上昇流へと流れの向きの逆転が生ずる。このため、設計では原子炉停止後の補助ポンプ等による炉心冷却の必要性、流れが逆転する際の燃料の安全性を評価する上で流速零を含むCCFL条件下の限界熱流速(CHF)の検討が重要となる。著者らがこれまでに提案したCCFL条件下のCHF相関式は、保守的な評価をするために冷却材のサブクール度を考慮しなかった。本研究では、垂直矩形流路におけるCCFL条件下のCHFについて、CHFに及ぼす流路入口サブクール度及び軸方向出力分布の影響を既存の実験データに基づき定量的に評価し、新たな相関式を提案した。さらに、提案したCHF相関式を安全評価に適用した場合の具体例を解析結果と共に示し、これまでの評価の保守性を定量的に示した。
神永 雅紀; 山本 和喜; 数土 幸夫
Proceedings of 8th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics (NURETH-8), Vo.3, p.1815 - 1822, 1997/00
通常運転時において、下向流により炉心を冷却している研究用原子炉では、1次冷却材の流量が喪失した場合、炉心内で強制循環による下向流から自然循環による上昇流へと流れの向きの逆転が生ずる。このため、設計では原子炉停止後の補助ポンプ等による炉心冷却の必要性、流れが逆転する際の燃料の安全性を評価する上で流速零を含むCCFL条件下の限界熱流束(CHF)の検討が重要となる。著者らがこれまでに提案したCCFL条件下のCHF相関式は、保守的な評価をするために冷却材のサブクール度を考慮しなかった。本研究では、垂直矩形流路におけるCCFL条件下のCHFについて、CHFに及ぼす流路入口サブクール度及び軸方向出力分布の影響を既存の実験データに基づき定量的に評価し、新たな相関式を提案した。さらに、提案したCHF相関式を安全評価に適用した場合の具体例を解析結果と共に示し、これまでの評価の保守性を定量的に示した。
閨谷 譲; JT-60チーム
Plasma Physics and Controlled Fusion, 38(12A), p.181 - 191, 1996/00
被引用回数：14 パーセンタイル：46.08(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて負磁気シア配位と高三角度放電の閉込め改善領域の研究が進展した。負磁気シア放電では、負シア及び内部輸送障壁の形成により15MWのNB入射で蓄積エネルギー8.2MJ、閉込時間0.71秒、等価DT核融合出力~0.4を得た。内部輸送障壁の位置は
/a~0.65と広く、放射冷却ダイバータを形成するような高密度でも維持できた。この負磁気シア配位をLHCDによって7.5秒保つことができ、定常化への見通しを得た。プラズマの三角度を増大することにより、ELMの発生限界の密度、温度を1.3~2倍に増大させることができた。この結果、1MAの完全電流駆動放電でHファクタ~2.5、規格化ベータ(
)~3を約2秒間維持することに成功した。負イオンNBの入射が1996年3月から開始され、加速電圧180kV、D
ビーム電流3.2A、入射パワー100kWのプラズマ入射に成功した。
近藤 貴; 池田 佳隆; 牛草 健吉; 関 正美; 井手 俊介; 内藤 磨; 安納 勝人
日本原子力学会誌, 37(2), p.124 - 132, 1995/00
被引用回数：1 パーセンタイル：17.52(Nuclear Science & Technology)簡素化された低域混成波電流駆動用ランチャーをオーバーサイズ導波管を用いて開発し、従来の方式に比べ高周波伝送システムを1/4に削減することができた。これを用いた、JT-60Uにおける実験により、従来の最高値を1.8倍上回る3.6MAの電流駆動に成功し、3.5
10
m
A/Wの高い電流駆動効率を達成した。これらの結果は、簡素な構造でありながら高性能のランチャーが実現可能であることを示し、将来の定常核融合炉の低域混成波電流駆動システムを著しく合理化する見通しを得た。本ランチャーを用いた実験により低域混成波電流駆動に関する実験データベースを大きく拡大することができ、駆動電流の増大とともに電流駆動効率が向上し、駆動される電流分布が平坦化することを見い出した。
石田 真一; 松岡 守; 菊池 満; 辻 俊二; 西谷 健夫; 小出 芳彦; 小関 隆久; 藤田 隆明; 中村 博雄; 細金 延幸; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1992, Vol.1, p.219 - 233, 1993/00
JT-60Uにおいて、高アスペクト比の高磁場非円形ダイバータ配位を用いて、高
実験を行った。その結果、Lモードスケーリングの3倍の閉じ込め改善度をもつ良好な閉じ込め改善領域を見い出した。炉心級の高温プラズマ(Ti~32keV)、高い核融合積(n
(0)
Ti(0)~410
m
・s・keV)が得られ、中性子発生率210
n/sに対するDT換算の等価核融合増倍率は、Q
~0.3に達した。閉じ込め改善特性には、パワー依存性があり、電流分布のピーキングは、得られる
値を向上させる効果がある。また、 collapse現象は、閉じ込め改善モードの保持を妨げ、高領域の限界を低下させることがわかった。1.5次元輸送解析の結果は、~2.1の高放電において、約0.7MAのブートストラップ電流が流されていることを示している。
田中 茂; 小原 祥裕; 山本 新
Fusion Technology, 91(3), p.531 - 539, 1991/05
中性粒子入射装置を用いてトカマクのプラズマ電流分布制御を実現するために、ビーム分布制御装置を提案し、その概念と技術的根拠を示した。イオン源より引き出されたイオンビームを、中性化セルに入射する前に、ビーム分布制御装置を用いて磁気的に偏向することで、その軌道を制御する。本ビーム分布制御システムを用いれば、ビーム入射中に中性粒子入射電力を変えることなく、トーラスプラズマの位置で、中空分布から中心集中分布まで、各種のビーム強度分布を得ることができる。
小関 隆久; 安積 正史; 石田 真一; 小出 芳彦; 徳田 伸二
JAERI-M 90-180, 16 Pages, 1990/10
キンク・バルーニング安定性に対する電流分布の影響を線形理想MHD安定性解析コードERATO-Jを用いて数値的に解析した。ここでは、円形断面でピークした圧力分布を持つ高プラズマの安定性を、次の3つの電流分布に対して検討した。すなわち、パラボリック、フラット、及びホローな電流分布である。低ベータプラズマ(
0.5)においては、電流分布の違いによる不安定成長率や不安定領域への影響は小さい。一方、高ベータプラズマ(
0.5)になると、ホローな電流分布では、成長率が増大して不安定領域が広がり、q
2においても不安定となる。JT-60高実験では、速い時定数(~100
s)を持った崩壊が、m=3のモードと共に観測された。実験で得られた平衡を再構成し、キンク・バルーニングモードの安定性を解析した結果、限界は、崩壊のときのの実測値とよい一致を示した。
芳野 隆治; 牛草 健吉; 今井 剛; 白井 浩; 清水 勝宏
JAERI-M 89-116, 12 Pages, 1989/09
JT-60LHCD実験にて得られる電流分布の平坦化の機構について計算機シミュレーション解析を行った。一回の波動伝搬により低域混成波が二成分のマクスウェル分布をもつ電子に吸収されるとするモデルが電流分布の平坦化の実験結果をよく説明できる。さらに、シミュレーションにて得られた電流分布より評価されるMHD挙動は、測定されたMHD挙動とよく一致している。
芳野 隆治
JAERI-M 89-115, 11 Pages, 1989/09
JT-60におけるペレット入射による電流分布の変化をポロイダル磁場拡散法定式を用いて数値解析した。その結果、q(0)1の状態においても据歯状振動の発生しない状態が長時間維持されていることが分かった。
岡野 邦彦*; 山本 新; 杉原 正芳; 藤沢 登
JAERI-M 87-209, 45 Pages, 1988/01
国際協力で設計が進められている次期核融合実験装置INTORにおける中性粒子入射電流駆動法の可能性とその性能をINTORベンチマークテストパラメータを使って調べた。電流駆動効率の様々なパラメータ依存性を計算し、500keVビームのINTOR設計における可能性を明らかにしている。ビーム駆動電流の空間分布についても計算した。その結果、フレキンブルな電流分布制御性能が確かめられた。また完全定常運転用のビームシステムはそのまま準定常運転のトランスフォーマ再充電時用としても利用できることも明らかになった。
岸本 泰明; 濱松 清隆; 福山 淳*; 伊藤 早苗*; 伊藤 公孝
Nuclear Fusion, 27(4), p.549 - 567, 1987/04
被引用回数：2 パーセンタイル：10.19(Physics, Fluids & Plasmas)ICRF波を用いての電流駆動が、アンテナ系とプラズマ系との接合性を考慮することにより総合的に解析された。従来の局所的な駆動計算と異なり、運動論的効果と現実的な境界条件の下で波動伝搬が解かれ、それが準線形理論の範囲内で速度空間1次元のFokker-Planck方程式の計算と結合されている、。この計算システムでは電流駆動の総合効率(全駆動電流/全投入エネルギー(RF))と共に電流・吸収等の空間分布を決定することができ、本論文ではJFT-2M中型トカマク装置において、速波よりモード変換されたIon-Bernstein波による電流駆動効率のプラズマパラメータ依存性、さらに全アンテナ本数や間隔等のアンテナ設置条件の変化による効率の依存性等が詳細に調べられている。中型トカマク装置では駆動電流が空洞共鳴の影響を強く受けることや、アンテナ間の間隔に効率が特に強く依存すること等が明らかにされている。
