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論文

プラズマ・核融合シミュレーションの発展と将来への期待; 磁場閉じ込め核融合の観点から

岸本 泰明

プラズマ・核融合学会誌, 80(5), p.390 - 395, 2004/05

近年の高性能の磁場閉じ込め核融合プラズマは、プラズマ中にさまざまな構造を形成することによって達成しており、そこでは時空間スケールの異なった物理過程が複合的に寄与している。そのような複雑かつ複合的な性質を持つプラズマの理解にあたっては大規模シミュレーションに基づく研究が本質的である。本論文では、このようなプラズマの構造形成を支配する物理的な素過程を論じるとともに、幅広いダイナミックレンジを包含する将来の数値シミュレーションの展望を提案する。

論文

土壌沈着重水の大気への再放出

横山 須美

プラズマ・核融合学会誌, 73(12), P. 1354, 1997/12

トリチウムの代わりに重水を用いた野外実験において、土壌沈着重水の大気への再放出を調べた結果をまとめたものである。トリチウム水(HTO)が大気へ放出された場合、土壌への沈着及び再放出は公衆被ばく線量を評価する上で重要である。実験では、重水を土壌試料にばく露し、ばく露時間及び再放出開始時間(日中または夜間)が土壌水分中重水濃度の深さ分布及び再放出率の時間変化にどのような影響を与えるかを調べた。この結果、重水ばく露終了直後の土壌水分中重水濃度は深さ方向に指数関数的に減少すること、ばく露時間が短い方が重水濃度分布の勾配が大きいこと、再放出率は、日中か夜間に開始したかに関係なく、初期に最も高くなること、このときの再放出率は、ばく露時間が短く、日中に再放出を開始した方が大きくなること等がわかった。

論文

Dose delivered by unit amount of tritium released into the environment

村田 幹生; 野口 宏

Journal of Nuclear Science and Technology, 34(2), p.176 - 184, 1997/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:14.79(Nuclear Science & Technology)

事故時を想定したトリチウムガス(HT)野外放出実験(カナダ)から、HTの単位量放出に伴う空気汚染による成人の実効線量当量(線量)を風下100mと400mで解析した。その結果、放出HTプルーム自身による線量は1%以下で、残りは環境中でHT$$rightarrow$$HTO転換で2次的に生じたHTC線量であることが明らかになった。一次放出がHTOである場合を想定したとき、線量はHT放出の場合の100倍程度であることが解析から推定された。また、実測線量の、最も被ばく量が大きくなると考えられる条件への外挿、仏国で実施されたHT放出実験に基づく解析結果との比較等を含めて発表する。

論文

緊急時環境線量情報予測システム(世界版)WSPEEDIによる欧州広域拡散実験のリアルタイムシミュレーション

茅野 政道; 石川 裕彦; 山澤 弘実; 永井 晴康

日本原子力学会誌, 37(4), p.312 - 315, 1995/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.54(Nuclear Science & Technology)

チェルノブイル事故を契機として、近隣諸国における原子炉事故が及ぼす自国への影響をリアルタイムで評価する計算システムの必要性が認識されるようになった。原研では、国境を越える広域の拡散予測の必要性に応えるため世界版SPEEDI(WSPEEDI)の開発を進めている。この種のシステムの緊急時対応能力の評価のために、IAEA、WMO、CECの共催でETEXとよばれるプロジェクトが進行している。ここでは、WSPEEDIの緊急時対応能力評価のためにETEXに参加して行った。2000kmスケールのヨーロッパ広域拡散実験のリアルタイム濃度分布予測の結果を示した。

報告書

HTO emission from contaminated surfaces and distribution in the environmental media; Summary of data collected during field study in Canada in July 1992, 1

村田 幹生; 木内 伸幸; 横山 須美

JAERI-M 94-065, 93 Pages, 1994/03

JAERI-M-94-065.pdf:2.53MB

草地土壌や湿地などに存在するHTOが人の被ばくに至るプロセスおよび移行のパラメータ等を明らかにすることを目的として、IEA/OECD核融合環境、安全性、経済性に関する研究協力協定のもとで、HTOの野外挙動実験をカナダとの協力のもとに実施した。本報告は、カナダのチョークリバー研究所廃棄物処理場周辺、およびピッカリング発電所敷地周辺での、1)準平衡状態にある環境媒体中(空気、土壌、植物、プール水)におけるHTOレベルの短期変動とその相関関係、2)空気中HTOの地表高分布、地表と大気間の水蒸気交換速度、HTOフラックスおよび土壌中HTOの大気への放散率、3)植物有機結合トリチウムの生成、植物葉からの空気中HTOの取入れ速度等に関して得られたデータをまとめたものである。なお、3)等に関する成果は野外実験データ集(2)として別に報告される予定である。

論文

核融合施設に起因する環境トリチウム線量評価モデル

村田 幹生

NIRS-M-93, p.70 - 79, 1993/00

第20回放医研環境セミナー実行委員会の依頼により講演を行う。国際熱核融合実験炉(ITER)は概念設計段階から工学設計段階へと移りつつある。これらの段階で、実験炉の安全設計に反映させるべく、施設に由来するトリチウムの環境安全を現実的なモデルに基づいてより正確に評価するためのコードの開発が各国で進められている。本セミナーでは、コードの開発に必要な線量評価モデルの開発およびこれらのモデル開発のもとになっているトリチウム野外挙動実験の成果と現況などについて、保健物理部の成果をまじえて発表し、討論を行う。

論文

Measurement and modelling of tritium dispersion in vicinity of nuclear fusion facilities

村田 幹生; 野口 宏

3rd Int. Symp. on Advanced Nuclear Energy Research; Global Environment and Nuclear Energy, 5 Pages, 1991/00

保健物理部では、核融合研究開発の一環として、トリチウムの環境中での現実的な挙動を十分に反映した環境被曝線量評価コードの開発を進めている。これに必要なトリチウムの環境中移行パラメータの値を明らかにするために参加した野外放出実験の解析結果と、それらに基づいて開発された環境被曝線量評価コードの内容、及びコードを用いたシミュレーションの結果等について発表する。

論文

ITER superconducting-magnets systems

J.R.Miller*; L.Bottura*; 小泉 興一; A.Kostenko*; J.Minervini*; N.Mitchell*; 多田 栄介; 吉田 清

IAEA-CN-53/F-3-7, 7 Pages, 1990/00

国際熱核融合実験炉(ITER)は、四ヶ国(日本、ヨーロッパ連合、米国及びソ連)共同で設計を進めている熱出力1GW級の実験炉である。本作業は、1989年当初から開始され、今年末で概念設計段階を終了する予定となっている。本件では、概念設計段階で検討した超電導コイルシステム(トロイダル及びポロイダルコイル)の基本的特性について記述する。本超電導コイルシステムは、Nb$$_{3}$$Snを用いた強制冷凍型導体で最大11.2Tを発生する16個のトロイダルコイル及び最大13.5Tを発生する8個の中心ソレノイド並びにプラズマ平衡のための6個の外側ポロイダルコイルから構成されており、通電電流値はいずれも30~40kA、使用電圧20kV、総熱負荷100kW、総冷却重量12,000tonという諸元を有している。

論文

Design and related experiments of JT-60 divertor coils

安東 俊郎; 大久保 実; 中村 幸治; 清水 正亜; 太田 充; 渡辺 隆*; 照山 量弘*

Journal of Nuclear Science and Technology, 24(9), p.730 - 741, 1987/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:19.65(Nuclear Science & Technology)

臨界プラズマ試験装置JT-60のダイバータコイルの工学設計およびその熱的、機械的性能の実験による評価について報告する。設計では、セパラトリクス磁場配位、コイルの電磁力、応力、冷却、過電圧、コイルケースおよび熱保護板の誘導電流、電磁力、応力、ベーキング時およびプラズマ実験運転時のコイルケースへの入熱、温度上昇、熱除去などに関する検討結果を記述する。また、コイル導体溶接部の強度改善に関する技術開発、導体渡り部の補強効果、コイルケース内部指示構造のスライド特性、ベローズの曲げ特性、コイルケースおよび熱保護板の熱特性に関する実験結果について述べる。これらの検討評価の結果、本コイルは設計仕様を満足することを確認した。また,JT-60本体コイルの通電試験において、本コイルは設計定格の通電を実施し、その健全性を確認した。

報告書

緊急時線量予測システム開発のための野外実験及び風胴実験

石川 裕彦

JAERI-M 86-187, 111 Pages, 1987/01

JAERI-M-86-187.pdf:3.03MB

日本原子力研究所では、外部諸機関の援助を得て、昭和55年度より6ヵ年に渡り、緊急時関連研究を実施した。本偏は、このうち「気象・風洞実験専門部会」のもとで行なわれた研究の成果をまとめた最終報告書である。この専門部会の活動目的は、「モニタリング・予測専門部会」のもとで進められた緊急時環境線量情報予測システムの開発の基礎となるデ-タ、同システムの検証のためのデ-タを取得する事である。野外実験では海岸付近での拡散実験・特別気象観測を4ヵ年、筑波山周辺の起伏地形上での実験を2ヵ年に渡り実施した。風洞実験では平坦地形上、東海村、島根、筑波山周辺の地形模型上での実験を行なった。また、不安定な温度成層を与えた時の実験を実施した。

報告書

大気拡散実験データ,Vol.2; TOKAI82,TOKAI83

角田 道生; 林 隆

JAERI-M 86-097, 323 Pages, 1986/07

JAERI-M-86-097.pdf:12.46MB

原研では、1980年から「緊急時環境放射能予測システムに関する研究」が着手された。この中で、放射性物質異常放出による環境濃度分布評価モデルの開発、検証を目的として6シリーズの野外拡散実験が行なわれた。この巻には、海風時の内部境界層の拡散への影響調査を重点として、夏季に沿岸平坦地形で行なわれた2シリーズの高所点源拡散実験(TOKAI82およびTOKAI83)の結果が所載されている。

報告書

大気拡散実験データ,Vol.1; TOKAI80,TOKAI81

角田 道生; 林 隆

JAERI-M 86-021, 270 Pages, 1986/02

JAERI-M-86-021.pdf:8.75MB

原研では、1980年から「緊急時環境放射能予測システムに関する研究」が着手された。この中で放出物の環境濃度分布評価モデルの開発、験証を目的として6シリ-ズの野外拡散実験が行われた。ここで得られた測定記録を再検討、整理して3巻にまとめ報告する。各巻には次のように2シリ-ズの実験結果が、必要な気象デ-タも含め収録される。Vol,1 沿岸平坦地形、高所線源(TOKAI80,TOKAI81)Vol,2 沿岸平坦地形 高所点源(TOKAI82,TOKAI83) Vol,3 複雑地形-孤立峯、高所及び地上点源(TSUKUBA84,TSUKUBA85) この巻には、1980年10月15-19日(TOKAI80)及び、1981年8月20-28日(TOKAI81)に行われた野外実験結果が所載される。

報告書

航空機ガンマ線サーベイシステムの開発、人工放射線場における測定実験の解析

長岡 鋭; 坂本 隆一; 斎藤 公明; 堤 正博; 宮坂 聡*; 森内 茂

JAERI-M 84-241, 120 Pages, 1985/01

JAERI-M-84-241.pdf:3.68MB

航空機(ヘリコプタ)$$gamma$$線サーベイシステム開発の一環として、$$^{6}$$$$^{0}$$Co(100、400mCi)及び$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Cs(100、300mCi)を用いた人工放射線場における野外実験を実施した。本実験では3$$^{1}$$$$^{1}$$$$phi$$球形、16$$^{1}$$$$^{1}$$$$times$$16$$^{1}$$$$^{1}$$$$times$$4$$^{1}$$$$^{1}$$直方体等6種類のNaI(Tl)検出器により地上及び高度20~500mにおいて$$gamma$$線波高分布測定を行い、$$gamma$$線エネルギースペクトル、線量率等の空間分布を明らかにした。また、モンテカルロ計算値との比較を行い、両者が良く一致することを確認した。さらに、検出器、位置標定装置を含むシステム全体の特性データを入手するとともに、人工放射線成分を含む$$gamma$$線場において、その場のバックグラウンド線量率を評価する手法について検討し、係数を決定した。これらの結果は、測定データ解釈用基礎資料として利用されるだけでなく、環境$$gamma$$線の解析上汎用的に利用されることが期待される。

論文

3層モデルによる内部境界層存在時の拡散シミュレーション

茅野 政道; 石川 裕彦; 角田 道生

大気汚染学会誌, 20(3), p.158 - 167, 1985/00

沿岸立地の原子炉から放出されるプルームの移流・拡散をシミュレートするために、内部境界層を考慮した実用的なモデルを開発した。このモデルは、変分法を利用した質量保存風速場モデルと、濃度分布計算のための移流・拡散方程式の数値解モデルから構成される。内部環境層は、空間を、地面の影響により不安定になった層,遷移層,海風の安定層の3層に分類し、これらの層に異なる拡散係数を与えることでモデル化している。この方法の妥当性を検討するため、茨城県東海村で実施した野外拡散実験との比較を行い、フューミゲーションをよく表現できることを確認した。また、従来よく用いられてきたRyons and Coleモデルとの比較も行った。

報告書

緊急時環境線量情報予測システムSPEEDIによる野外実験シミュレーション,I; 線状源による実験の場合

茅野 政道; 石川 裕彦; 角田 道生

JAERI-M 83-233, 60 Pages, 1984/01

JAERI-M-83-233.pdf:1.41MB

放射能異常放出時の安全確保に関する研究の一環として、計算コード・システムSPEEDIの開発と、SPEEDIで用いられる計算コードの検証を目的とした野外実験が、1980年から行われている。この報告は、1980、81年に行なわれた線状源による実験の数値シミュレーションについて述べてある。この実験の目的は、内部境界層存在時の鉛直拡散の研究であり、現象及び放出源形状の複雑さを考慮して、SPEEDIの詳細計算コードWIND04/PRWDAを用いて行った。WIND04は、変分法を用いて3次元の質量保存風速場を計算するコードで、PRWDAは、粒子拡散法により濃度分布を計算するコードである。シミュレーションにより、上記計算コードで、風速場が地域的、時間的に変動したり、内部境界層が存在するような条件での、複雑な拡散現象を表現できることが確かめられた。

論文

3次元風速場を用いた粒子拡散法による複雑地形上の被曝線量評価モデル

茅野 政道; 石川 裕彦

日本原子力学会誌, 26(6), p.526 - 534, 1984/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:51.9(Nuclear Science & Technology)

粒子拡散法を用いて、複雑地形上での外部被曝線量、甲状腺線量、地表面沈着量を評価する方法に付いて述べた。事故放出においては、放射線防護上、正確な線量評価が要求される。ここに報告する粒子拡散法を用いた計算モデルは、3次元の質量保存風速場を用いて大気中放出物の3次元的な時間依存分布を計算できる。また、各粒子からの線量への寄与を積算することにより、外部被曝線量の評価を行うことができる。従来、複雑な濃度の3次元分布に対しては、単純なサブマージョンモデルを用いた外部被曝線量評価が行われてきたが、本モデルにより大気拡散から被曝評価まで一貫した精度の高いシミュレーションが可能になった。このコードの検証のため解析解との比較を行い、よい一致を得た。また、原研で1980年から行われている野外実験との比較も行った。

報告書

DPRW(Discrete Parcel Random Walk)法による大気中濃度分布計算モデル

茅野 政道

JAERI-M 83-084, 36 Pages, 1983/06

JAERI-M-83-084.pdf:0.77MB

緊急時に原子力施設から大気中に放出される放射性雲の環境中での拡散状態を予測するモデルとして、DPRW(Discrete Parcel Random Walk)法の可能性を検討した。この手法は、放射性雲を粒子群で模擬し、雲の拡散を、この粒子のランダムウォークで表現するものである。この手法は扱いが簡単であり、地形等による複雑な拡散現象を扱うことから、緊急時のように短時間で精度のよい計算を要求される場合、有効と考えられる。モデルの検証のため、瞬時放出、連続放出の場合それぞれについて、単純な流れでテストを行った。解析解と比較の結果よく一致した。また昭和55年度に原研、東海研究所周辺で行われた拡散実験のシミュレーションを行い、実験結果と比較検討した。

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