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呉田 昌俊; 山形 洋司*; 宮腰 賢*; 増井 達也*; 三浦 義明*; 高橋 一憲*
JAEA-Research 2022-007, 28 Pages, 2022/09
JAEA-Research-2022-007.pdf:8.17MB
ボルテックスチューブにおけるエネルギー分離を促進するために、新たに設計した中空螺旋状フィンを管内に挿入した。本報では、3種類の管を用いて、フィンがエネルギー分離に及ぼす影響を実験的に調べ、次に、数値流体力学(CFD)シミュレーションを行い、実験結果と中空螺旋状フィン付き管内の流動構造との関係を研究した。実験データから、フィンがエネルギー分離を促進し、管長を短くできることがわかった。入口空気圧が0.5MPaのとき、入口から出口までの最大温度差は62.2
Cであった。レイノルズ応力モデル(RSM)乱流モデルを組み込んだCFDコードを用いて流体解析をした結果、フィン無とフィン有の場合とで淀み点の位置が大きく変わり、流動構造が全く異なることを確認した。中空螺旋状フィンによって、低温側フィン端と淀み点との間に小さな循環渦構造を持つ強い反転渦流が形成され、乱流運動エネルギーが大きな領域が生成されることによってエネルギー分離が促進されたと考えられる。
浅井 志保; 渡部 和男; 須郷 高信*; 斎藤 恭一*
Journal of Chromatography A, 1094(1-2), p.158 - 164, 2005/11
被引用回数：23 パーセンタイル：55.38(Biochemical Research Methods)放射性廃棄物を安全かつ経済的に処分するためには、放射性廃棄物に含まれる放射能量を測定する必要がある。測定対象となる放射性核種のうち、
線及び
線放出核種については、測定の前処理として化学分離が必要となる。本研究では、化学分離の迅速化を目指して、抽出試薬を担持したグラフト多孔性膜を開発した。まず、ポリエチレン製の多孔性中空糸膜に電子線を照射してラジカルを生成させ、エポキシ基を有するモノマー、glycidylmethacrylate(GMA)をグラフト重合し、GMA膜を作製した。次に、エポキシ基の開環反応によってオクタデシルアミノ基(C
H
NH基)をグラフト鎖に導入し、疎水性膜とした。疎水性膜を抽出試薬担持溶液(抽出試薬/エタノール=5/95, (v/v))に浸漬し、抽出試薬担持膜とした。抽出試薬は希土類元素に選択性を持つHDEHPを用いた。HDEHPの担持量は、最大2.1mol/kg-GMA膜となり、膜の体積は1.4倍に膨潤した。その結果、細孔径が増大し透水性が向上した。得られたHDEHP担持膜にイットリウム水溶液を透過させたところ、0.38mol-Y/kg-GMA膜のイットリウムが吸着し、7M硝酸で全て溶出できた。吸着・溶出の繰り返し操作後も吸着容量は変化しなかった。
小関 隆久; 安積 正史; 石井 康友; 岸本 泰明; G.Y.Fu*; 藤田 隆明; G.Rewoldt*; 菊池 満; 鎌田 裕; 井手 俊介; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 39(5A), p.A371 - A380, 1997/05
ブートストラップ電流の有効利用は、トカマク核融合炉の定常化・高効率化への重要課題である。近年、高ブートストラップ電流による中空状電流分布(プラズマ中心付近で負磁気シア)を用いた高効率プラズマが提案され、世界の多くの装置で実験が行われている。ここでは、負磁気シアを持ったプラズマの、エネルギ閉じ込め、TAEモードを含めたMHD安定性について、JT60の実験結果をもとに物理課題を議論している。負磁気シア領域で形成される内部輸送障壁の機構解明、ベータ限界をもたらすMHD不安定性、中空状電流分布でのTAEモードの安定化機構について述べている。また、定常プラズマを形成する上での問題点、定常プラズマを維持する上での問題点について議論している。
杉本 誠; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 高橋 良和; 西 正孝; 奥野 清; 吉田 清; 中嶋 秀夫; 安藤 俊就; 細野 史一*; et al.
IEEE Transactions on Magnetics, 30(4), p.2042 - 2045, 1994/07
被引用回数：1 パーセンタイル：24.69(Engineering, Electrical & Electronic)原研では、これまで次期核融合装置のトロイダル・コイル用の導体開発を1988年より行ってきた。これらの導体のうち、ホロー型導体とディスク型導体でフェニックス用サンプルを製作し、その実験を1992年秋に行った。フェニックス試験装置は米国ローレンス・リバモア研究所が所有する、大型超電導導体の特性試験のための装置である。この装置を用いて上記のサンプルの臨界電流、分流開始温度、安定性を高磁場(12T)で測定した。これらの結果について報告する。
plasmas in a tokamak小関 隆久; 安積 正史; 徳田 伸二; 石田 真一
Nuclear Fusion, 33(7), p.1025 - 1035, 1993/00
被引用回数：41 パーセンタイル：76.05(Physics, Fluids & Plasmas)トカマクにおける、n=1内部キンクモード、n=
バルーニングモード及びインファーナルモードへの電流分布の影響を数値的に解析した。円形断面でピークした圧力分布を持ったプラズマの安定性を、次の3つの電流分布に対して調べた。すなわち、パラボリック、フラット、反転したq分布を持つホローな電流分布である。低ベータにおいて(
0.5)、電流分布のn=1キンク安定性の影響は小さいが、インファーナルモードがホローな電流分布のときに現われる。高ベータの状態では(
0.5)、ホローな電流分布において、n=1内部キンクモードの成長率が大きくなり、高いqmin(2)領域まで不安定領域が広がる。圧力分布がさらにピークすると、ホローな電流分布においても、n=1キンクモードとバルーニングモードの不安定領域は縮小し、インファーナルモードは消える。
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。
柳澤 和章
日本原子力学会誌, 32(10), p.1023 - 1031, 1990/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Nuclear Science & Technology)加圧中空形式の改良型PWR燃料に関する、反応度事故実験を実施した。得られた主要な結果は、以下の通りである。(1)中空燃料の破損しきいエンタルピ値は、120cal/g fuel(0.50kJ/g fuel)を下回らなかった。また、その破損しきい値は、規準で定める燃料の許容設計限界値に対し十分な安全裕度がある事が明らかになった。中空燃料と中実燃料の破損しきい値に殆ど差異はなかった。(2)中空燃料の破損形態は、ふくれによる破裂破損であった。この破損形態は、中実燃料と差異はなかった。また、現行の規準作成時にデータベースとなった過去のNSRR標準加圧燃料とも差異はなかった。(3)同一発熱量で比較すると、中空燃料の内圧増加量は中実燃料の内圧増加量の約2倍程度になった。
原山 泰雄; 京谷 正彦*
Journal of Nuclear Science and Technology, 23(2), p.151 - 159, 1986/00
被引用回数：5 パーセンタイル：54.53(Nuclear Science & Technology)高性能燃料として、孔開きペレットが提案されている。製造上、孔をペレットの真の中心に穿けることはかなり困難であり、何らかの公差を設けねばならない。本報告は中央の孔が偏心したときのペレット内温度分布および表面に発生する熱流束の変化を解析的に求めている。冷却水温度一定、中央の孔よりの熱の流出はないとした境界条件の下に定常二次元熱伝導方程式が解かれた。その結果、孔が偏心した場合、偏心の反対側内ペレット領域に高温の部分が発生することが分かった。得られた評価式は、高性能燃料の設計および安全性評価に有用であると考えられる。
田中 茂; 秋場 真人; 水橋 清; 小原 祥裕; 奥村 義和
Review of Scientific Instruments, 55(7), p.1069 - 1073, 1984/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Instruments & Instrumentation)加速部から流入するが逆流電子が到達不可能な位置にホローカソードを配置したイオン源を考案し、試作した。放電室はビーム軸と垂直な中心軸を有する半円筒の形状であり、内部は多極磁場配位となっている。円筒軸の延長線上にホローカソードを配置した。このイオン源に関し初期実験を行ったところ、最大で0.64A/kwのアーク効率、約70%のガス効率を得、また85%のプロトン比が得られた。更に、引出されたビーム中の金属不純物の割合が無視可能なほど低いことが測定により明らかとなった。本イオン源の諸性能は、中性粒子入射装置に従来用いられているタングステンフィラメント付多極磁場イオン源の性能に充分匹敵し得るものである。
田中 茂
JAERI-M 83-131, 79 Pages, 1983/08
NBI装置用イオン源陰極として従来用いられてきた直熱型フィラメントは寿命の点で問題があり、これに代わる陰極として含浸タングステンを電子放出材とする傍熱型ホローカソードを提案し、開発を行なった。まず小型のホローカソードを試作し、単体での放電とデュオピガトロン型イオン源に装着した場合の諸特性について測定を行なった。その結果、放電維持に必要なガス流量が従来の陰極の場合と比べてより大きくなることが問題点として明らかになった。これを解決するために、多極磁場型イオン源を用いてガス流量低減実験を行なった。放電維持に必要な最小ガス流量は、オリフィス径の増加とともに低減できる傾向があること、またボタンあるいは外部磁場によっても低減できることがわかった。次いで外部磁場の効果を詳細に検討し、放電の安定化に有効な最適な磁場配位を見出した。最後に強力に水冷された小型イオン源にホローカソードを付け、10秒間のビームを引出した。
田中 茂; 秋場 真人; 堀池 寛; 奥村 義和; 小原 祥裕
Review of Scientific Instruments, 54(9), p.1104 - 1112, 1983/00
被引用回数：14 パーセンタイル：81.87(Instruments & Instrumentation)ホローカソード付イオン源の性能に与える磁場の効果について実験的に調べた。磁場の強度と分布を少しずつ変化させて、各段階毎のイオン源諸量を記録した。ホローカソードの軸に沿っての磁場分布とガス圧分布を検討した結果、次のことがわかった。即ち、イオン源の主プラズマ領域からホローカソードのオリフィス部にあるシースに向かって、イオンが逆流してくることが、安定なシースの生成に必要不可欠であり、このことは安定なイオン源の動作につながる。シースに向かって流れ込んでくるイオンの量は磁場強度と分布を変えることで制御できる。ホローカソード付の小型短型多極ラインカスプ磁場イオン源からビームを引き出し、磁場のアーク効率と動作ガス圧に与える影響について調べた。更に、同一イオン源から、50keV,3A,10secの水素イオンビームを繰返し引出した。
田中 茂; 秋場 真人; 荒川 義博*; 堀池 寛; 桜庭 順二*
Review of Scientific Instruments, 53(7), p.1038 - 1048, 1982/00
被引用回数：5 パーセンタイル：65.37(Instruments & Instrumentation)中空陰極付イオン源へのガス流量を削減する実験を行なった。電子エミッタはBa酸化物含浸Wである。中空陰極を円形又は矩形バケット型イオン源に適用して、次の結果を得た。1)イオン源の安定放電に必要な最小ガス流量は、中空陰極のオリフィス径が10mmまでは、径の増加とともに減少する。2)オリフィスの前に適当な径のMoボタンを設けると、ボタンなしの場合と比べて、最小ガス流量が半減する。3)ヒーター電流のつくる磁場と反平行に加えられた外部磁場は放電を安定化し、磁場なしの場合と比べて、最小ガス流量を半減させる。4)ボタンと反平行磁場を組み合わせると、最小ガス流量を、それらがない場合の値(9.5Torr.l/s)の1/4まで減少させる。これらの効果の理由を、アーク放電の枯渇の理論に基づいて説明した。
原山 泰雄; 山田 礼司; 泉 文男
JAERI-M 6626, 30 Pages, 1976/07
円柱および円筒(管)の軸対称ニ次元問題は、原子力の諸分野の構造設計において重要である。この報告書は、二次元問題のうち代表的な、平面歪、Lameの条件、平面応力に関する変位、歪、応力をまとめたものである。
