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論文

Nonlinear acceleration of the electron inertia-dominated magnetohydrodynamic modes due to electron parallel compressibility

松本 太郎; 内藤 裕志*; 徳田 伸二; 岸本 泰明

Physics of Plasmas, 12(9), p.092505_1 - 092505_7, 2005/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:7.25(Physics, Fluids & Plasmas)

磁気流体力学(MHD)不安定性の研究は、プラズマを閉じ込める磁気面の保持/再生にかかわる、トカマク炉心プラズマ研究の中心課題である。核融合プラズマの中心部のような高温になると電気抵抗が小さくなるとともに、むしろ電子慣性,有限ラーマ半径等の非衝突効果(運動論的効果)が磁気再結合過程に深くかかわる。本研究では、ジャイロ運動論的粒子モデルを用いた3次元シミュレーションにより、磁気再結合を伴うMHD不安定性に対する運動論的効果の解明を目的とした。電子慣性の特徴的長さは電子スキン長であるが、それと比較して磁気再結合にかかわる他の素過程の特性長(イオンラーマ半径,抵抗層の厚さ等)が小さい場合、キンクモードは主として電子慣性によって誘起されると考えられる。しかし、このような電子慣性が支配的な運動論的キンクモードに対して、磁力線方向の電子圧縮性がわずかに存在する場合は、磁気再結合点近傍の電流構造を非線形的にY型からX型に変化させる。それゆえ、線形成長過程において電子慣性により支配されていたモードは、非線形的に成長率を加速させ、ある一定以上の成長率に達して内部崩壊に至ることが明らかとなった。また、このような非線形加速は、DTM等の内部モードに共通して現れる現象であることも判明した。

論文

電子線と中性子によるFe-Cuモデル合金の照射硬化

飛田 徹; 相澤 一也; 鈴木 雅秀; 岩瀬 彰宏*

日本原子力学会和文論文誌, 3(4), p.331 - 339, 2004/12

軽水炉圧力容器鋼の照射脆化には、高速中性子のみならず熱中性子や$$gamma$$線の寄与も含まれる。$$gamma$$線による照射脆化は高速中性子よりも効率的である可能性が指摘されているが、現在までにその定量的な把握はなされていない。試料としてFe-Cuモデル合金を用い、照射温度と速度を一定に制御し、$$gamma$$線照射を模擬した2.5MeV電子線照射と中性子照射を行って照射硬化量を測定し比較した。これにより照射硬化の温度依存性,照射量依存性等を調査した。また、中性子小角散乱法により照射に伴うCu析出を確認した。その結果、dpa(はじき出し損傷量)を基準にすると、電子線($$gamma$$線)と中性子による照射硬化が照射のごく初期を除いてほぼ等しいことがわかった。照射の初期に関しては、電子線照射の方が照射硬化が低いdpaから生じる傾向にあった。また、Cuの析出と粗大化が照射量に依存しており硬化の主な原因になること,10のマイナス3乗dpaまでに飽和すること等がわかった。以上の結果工学的な観点からは、dpaを指標にすることで$$gamma$$線による照射硬化が中性子による照射硬化と同列に十分な精度で評価できるという結果が示された。

報告書

低温プラズマ存在下における被覆管材の水素透過挙動の評価

小河 浩晃*; 木内 清

JAERI-Research 2002-037, 48 Pages, 2002/12

JAERI-Research-2002-037.pdf:2.57MB

革新的軽水炉燃料被覆管材の長期健全性にかかわる水素-金属相互作用に関する基礎検討として、原研開発材25Cr-35Ni系合金とNbライナー材、及び、比較材として従来被覆管仕様ステンレス鋼,現用軽水炉被覆管材ベース金属Zr、及びNiの5つの材料間の水素透過挙動の違いを、放射線励起効果の観点から基礎評価した。RF駆動型低温プラズマ源を用いた励起水素透過試験装置を整備して、同一水素分圧で低温プラズマと熱平衡の水素透過の温度依存性及び電場のバイアス効果等を解析した。低温プラズマ励起による水素透過の促進傾向が全材料の中低温領域に見られ、約530K以下の低温側の水素透過挙動は水素-欠陥相互作用に伴い変化した。NbはZrのような水素化物脆化を生じずに多量に水素が固溶出来る水素ゲッター材としての適性が確認された。電場効果では、電子引き込み条件に依存した水素透過能の増大傾向を示し、表面直上の低速電子励起効果の重要性が確認された。水素溶解の新モデルを構築して材料間の励起水素透過の促進傾向の違いを評価した。

論文

Hardening of Fe-Cu alloys by swift heavy ion irradiation

岩瀬 彰宏; 長谷川 忠之*; 知見 康弘; 飛田 徹; 石川 法人; 鈴木 雅秀; 神原 正*; 石野 栞*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 195(3-4), p.309 - 314, 2002/10

 被引用回数:12 パーセンタイル:62.82(Instruments & Instrumentation)

2種類のモデル合金、Fe-0.6%CuとFe-1.2%CuをGeV領域の重イオンで照射した。照射前後の硬さをヴィッカース硬度計により評価した。その結果、250Cで3.5GeVのXeイオン照射Fe-1.2%Cu試料の硬度が、弾性的弾き出しによる損傷量から見積もったものと比べ、はるかに大きく変化した。これは、GeVイオン照射のもたらす高密度電子励起によって生成された欠陥が熱拡散し、銅原子の照射促進偏析が起こったためと説明できる。

論文

Irradiation effects on MgB$$_{2}$$ bulk samples and formation of columner defects on high-Tc supercoductor

岡安 悟; 笹瀬 雅人; 北條 喜一; 知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 池田 博*; 吉崎 亮造*; 神原 正*; 佐藤 浩行*; 浜谷 祐多郎*; et al.

Physica C, 382(1), p.104 - 107, 2002/10

 被引用回数:26 パーセンタイル:74.84(Physics, Applied)

新超伝導物質MgB$$_{2}$$の超伝導特性を改善するために照射効果を調べた。電子線照射は焼結体試料の粒界結合を損なうため、超伝導特性は悪くなる。一方、高エネルギー重イオン照射は、臨界電流密度ならびに不可逆磁場を改善する。また、高温超伝導体における円柱状欠陥生成メカニズムについて熱スパイクモデルを改良したTime-dependent Line Sourceモデルを適用して解析した。その結果、高速イオンが電子系に与えるエネルギーSeのうち1/4~1/3の値しか円柱状欠陥生成に寄与していないことがわかった。

論文

Gain saturation of nickel-like silver and tin X-ray lasers by use of a tabletop pumping laser system

河内 哲哉; 加道 雅孝; 田中 桃子; 佐々木 明; 長谷川 登; Kilpio, A.*; 難波 慎一; 永島 圭介; Lu, P.; 高橋 謙次郎; et al.

Physical Review A, 66(3), p.033815_1 - 033815_7, 2002/09

 被引用回数:84 パーセンタイル:93.54(Optics)

銀及び錫のスラブターゲットに線集光したCPAガラスレーザー光(時間幅4ピコ秒のプリパルスと加熱パルス。パルス間隔1.2ナノ秒)を照射した。本実験ではレーザーの集光光学系に階段ミラーを導入することにより励起光を疑似進行波とし、それにより波長13.9nmと12.0nmの過渡励起電子衝突レーザーにおいて飽和増幅を達成した。利得係数は銀レーザーで35 [1/cm],錫レーザーで30[1/cm]であった。入力エネルギーは各々12J及び14Jであり、小型励起光源を用いた過渡励起電子衝突レーザーとしては最短波長での飽和増幅である。実験的に評価した飽和強度と理論計算による予測との比較から、X線レーザーの線幅としてイオン温度に起因する不均一拡がりと、レーザー準位の衝突励起脱励起に起因する衝突拡がりの両方が、ニッケル様イオンレーザーの場合には重要であることを見い出した。流体コードと衝突輻射モデルを組み合わせた計算に、この線幅の効果を取り入れることにより、実験的に観測されたレーザー線利得の発生位置及びその利得係数の大きさをほぼ再現することができた。

報告書

ITER用真空容器の製作技術開発と成果

中平 昌隆; 柴沼 清; 梶浦 宗次*; 渋井 正直*; 小泉 興一; 武田 信和; 角舘 聡; 田口 浩*; 岡 潔; 小原 建治郎; et al.

JAERI-Tech 2002-029, 27 Pages, 2002/03

JAERI-Tech-2002-029.pdf:2.04MB

ITER工学設計活動(EDA)において、日本,ロシア,アメリカによる国際協力の下、真空容器製作技術の開発を進めた。開発では、実規模の真空容器セクタモデル及びポート延長部の製作・試験により、真空容器製作・組立技術に関する重要な情報として、製作時及び現地組立時の溶接変形量,寸法精度と許容公差を得た。特に、真空容器セクタの製作時及びセクタ間の現地溶接時における寸法公差$$pm$$3mmと$$pm$$10mmを達成し、要求値である$$pm$$5mmと$$pm$$20mmをそれぞれ満足した。また、遠隔溶接ロボットによる作業性の確認を行った。本報告では、厚板で変形を抑えるための溶接方法や、セクター間現地溶接部の溶接技術及び遠隔溶接技術など真空容器製作技術開発のプロジェクトを通じて得られた製作,組立技術の開発成果について報告する。

論文

Study of intensity ratios of He I lines (668nm, 706nm and 728nm) for measurement of electron temperature and density in the JT-60U divertor plasma

久保 博孝; 後藤 基志*; 竹永 秀信; 熊谷 晃*; 杉江 達夫; 櫻井 真治; 朝倉 伸幸; 東島 智; 逆井 章

プラズマ・核融合学会誌, 75(8), p.945 - 951, 1999/00

ダイバータプラズマの電子温度密度の測定は、ダイバータプラズマの理解に欠かすことはできない。この測定には、通常静電プローブが用いられているが、それは熱流束による損傷を免れ得ない。熱流束の影響を受けない方法として、He Iスペクトル線(668nm,706nm,728nm)の放射強度比を用いた測定が考えられた。JT-60Uダイバータプラズマでは、この3つのスペクトル線の放射強度を同時に測定した。この強度比を用いた温度密度測定の可能性を評価するために、測定した強度比を静電プローブで測定した温度密度に基づいて計算した強度比と比較した。その結果、測定結果は計算結果と誤差約12%で一致した。したがって、これらスペクトル線に対する放射係数は、温度密度測定に十分適用できる精度を有することがわかった。

論文

Application of potential constants: Electronic chemical potentials of polyatomic molecules, VIII

大和田 謙; 鈴木 和弥

Spectrochimica Acta, Part A, 50(6), p.1057 - 1063, 1994/00

赤外・ラマンスペクトルデータの基準振動解析から得られる二次のポテンシャル定数(力の定数)を応用して、多原子分子形成時の電子化学ポテンシャルを求める方法を検討した。本報では密度汎関数理論を採用して、これに単純結合一電荷モデル(Simple Bond-Charge Model)を試験的に組み込んだ近似法を提案した。この方法を用いて、種々の異核二原子分子及び多原子分子の電子化学ポテンシャルを計算し、実験値及びab-initio SCF計算から得られる値と比較した結果、本法の有用性を確かめることができた。

論文

Improvement of the effective nuclear charge model for diatomic molecules,VI

大和田 謙

Journal of Chemical Physics, 76(5), p.2565 - 2568, 1982/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:45.75(Chemistry, Physical)

多原子分子の力の定数を推定するために提案された有効核電荷(ENC)モデルが、更に分子振動を正確に記述できるように改良される。ENCモデルの中で仮定された有効分子内ポテンシャル関数が2原子分子の振動を詳細に説明できるように修正される。即ちポテンシャルに含まれる非局在原子価電子にもとづく補正項が平衡位置付近で原子間距離の逆巾級数の解析形に展開される。この展開によって得られるポテンシャルは2原子分子の非調和(高次)の力の定数の推定ならびに電子励起状態の記述に対して有効である事が示される。

口頭

Full-f gyrokinetic simulation including kinetic electrons

井戸村 泰宏

no journal, , 

本研究ではジャイロ運動論的トロイダル5次元full-fオイラーコードGT5Dにおいて、静電的イオン温度勾配駆動捕捉電子モード(ITG-TEM)乱流シミュレーションのための運動論的電子モデルを開発する。本モデルでは衝突過程と径電場の計算に完全な運動論的電子モデルを用いるが、運動論的アルフベン波の静電的極限で現れる高周波モードを回避するために、乱流揺動は捕捉電子のみの運動論的応答によって計算する。このモデルを用いて断熱的電子モデルと運動論的電子モデルによるITG乱流のfull-fジャイロ運動論シミュレーションの比較を行い、イオン乱流輸送への運動論的電子の影響を議論する。

口頭

Full-f gyrokinetic simulation including kinetic electrons

井戸村 泰宏; 朝比 祐一*; 林 伸彦*; 浦野 創*

no journal, , 

Full-fジャイロ運動論シミュレーションは核融合プラズマにおける非局所的乱流輸送現象、プラズマ分布、閉じ込め時間を解析する上で重要なツールであるが、従来のFull-fシュミュレーションは断熱応答電子を仮定するイオン系乱流しか扱えなかった。ITERで重要となる電子系乱流を解析するために、本研究ではFull-fシミュレーションの新たなハイブリッド電子モデルを開発し、その精度検証を実施した。このモデルでは、乱流場を決定するポアソン方程式において高周波ノイズを励起する通過電子応答を解析解で近似することによって高周波ノイズを消去し、長時間スケールのFull-fシミュレーションを実現した。このモデルを用いた電子系乱流の数値実験により、電子乱流輸送に関連する新たな乱流抑制機構や運動量輸送機構を発見した。また、実証研究において実験的に観測されている電子加熱がもたらすプラズマ回転変化を再現できることを示した。

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