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前原 直; Goniche, M.*; Kazarian, F.*; 関 正美; 池田 佳隆; 今井 剛*; Beaumont, B.*
Review of Scientific Instruments, 76(5), p.053501_1 - 053501_7, 2005/05
被引用回数：1 パーセンタイル：9.98(Instruments & Instrumentation)耐熱負荷用LHCDアンテナとして等方性グラファイトを用いたプラズマ対向機器用モジュール開発を行った。ステンレスフィルム,モリブデンフィルム,銅フィルムを用いてグラファイト材表面に銅コーティングを施した。モジュールは、4分割モジュールで冷却チャンネル付き、長さは206mmである。250kW(125MW/m
)/700sを伝送することに成功した。この電力密度は、ITERで要求されている電界強度(5kV/cm)で定常運転を実証することができた。モジュールからの放出率は3.2-5.1
10
Pa.m
/s.m at 100
C程度で、LHCDアンテナ独自の真空排気系は不要であるとの結論に達した。本件は、日欧核融合研究協力協定(アネックスIII)に基づいて、原研とCEAカダラッシュ研究所との共同研究として実施された研究の成果を発表するものである。
Goniche, M.*; Kazarian, F.*; Bibet, P.*; 前原 直; 関 正美; 池田 佳隆; 今井 剛*
Journal of Vacuum Science and Technology A, 23(1), p.55 - 65, 2005/01
被引用回数：2 パーセンタイル：9.16(Materials Science, Coatings & Films)無酸素銅,分散強化銅,銅コーティングしたCFC材,銅コーティングしたグラファイト材で作られた導波管に対して、RF電力密度(50-200MW/m)で100-4700秒の長パルスを伝送した場合のガス放出率を測定した。ガス放出率は、3.7GHz出力試験装置において、マルチ導波管(2-8分割)を用いて測定した。ガス放出率は、導波管の表面温度と表面の初期条件(コンディショニング)に依存する。ガス放出率は、表面温度300Cと400Cにおいて、それぞれ110
Pams
m
と510Pamsmであった。これらの測定結果のもとにITERのLHアンテナとして新たな真空排気系が不要であるとの結論に達した。なお、本発表は日本とユーラトム間の制御核融合分野における協力計画に基づいて実施された研究の成果に関するものである。
関 正美; 池田 佳隆; 前原 直; 森山 伸一; 内藤 磨; 安納 勝人; 平内 慎一; 下野 貢; 篠崎 信一; 寺門 正之; et al.
Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.452 - 466, 2002/09
被引用回数：14 パーセンタイル：65.01(Nuclear Science & Technology)JT-60U用低域混成波(LHRF)システムの開発及び運転結果について総合的にレビューする。LHRFシステムは、2GHz帯で1MWの大出力クライストロンを24本持ち、3つの通常型アンテナを用いて約8MWの入射を行った。電流駆動効率や放射スペクトラム制御性の改善及び入射電力の向上のため、既存のアンテナを3分岐型へ、さらに12分岐型のアンテナへと開発を進めた。12分岐型アンテナでは、既存の伝送系導波管数を1/4に削減でき、システムの簡素化に成功した。さらに7MWの入射電力を実現するほか、3.6MAの世界最高の非誘導駆動電流や3.510
mAWの世界最高の電流駆動効率を達成した。アンテナからのガス放出は、コンディショニングを行うことで、約110Pam/smと低くすることができ、従来から使用されて来た専用の真空排気装置を不要とできることを実証した。アンテナとプラズマの結合可能距離は、中性ガスを注入することで遠隔化できることを明らかにした。JT-60UのLHRFシステムは、世界をリードする電流駆動研究の原動力として稼動し、上記の成果をあげ、さらに次世代のLHRFアンテナの設計指針を与えるなど大きく貢献している。
関 正美; 小原 建治郎; 前原 直; 池田 佳隆; 今井 剛; 永島 孝; Goniche, M.*; J.Brossaud*; C.Barral*; G.Berger-By*; et al.
JAERI-Research 96-025, 55 Pages, 1996/06
JAERI-Research-96-025.pdf:2.06MB
低域混成波電流駆動(LHCD)用アンテナの定常運転のためには、アンテナの高耐電力特性と低ガス放出特性が必要である。定常LHCDアンテナ開発のために、強制冷却通路を持つ分散強化銅製のテストモジュールを原研が製作し、フランス・ガダラッシュ研究所で準定常入射試験を行った。短いコンディション期間の後、テストモジュールは200MW/mまでもの高耐電力性を示した。また、450度ベーキング処理を行った後のガス放出率は、300度において~2x10
Pam/smであった。ガス放出率は、モジュール温度に強く依存するが、一方高周波電力には依存しないことが分かった。また、高周波入射により低減される枯化特性も見られた。さらに、水冷却で温度制御しながら150MW/mの高周波を入射したところ、1800秒間にわたり一定の低ガス放出率(~10Pam/sm)を観測し、連続入射の可能性を示した。このテストモジュールの開発・大電力試験を通じて、定常LHCDアンテナ用導波管製作の目処を得た。
関 正美; 小原 建治郎; 前原 直; 池田 佳隆; 今井 剛; 永島 孝; Goniche, M.*; J.Brossaud*; C.Barral*; G.Berger-By*; et al.
Fusion Engineering and Design, 30, p.357 - 367, 1995/00
被引用回数：4 パーセンタイル：48.65(Nuclear Science & Technology)低域混成波電流駆動(LHCD)を用いてトカマクの定常運転を可能とするためには、LHCDアンテナから大電力の高周波を連続入射することが必要である。高周波の連続入射で問題となるのは、耐電力特性とアンテナからのガス放出特性である。これらを調べるために、強制冷却通路をもつ分散強化銅製のテストモジュールを開発し、3.7GHzの準定常入射試験を行った。短いコンディション期間の後、テストモジュールは20kW/cmまでもの高耐電力性を示した。また、450度ベーキング処理を行った後のガス放出率は、300度において~210Pam/smであった。ガス放出率は、高周波入射により低減されることや高周波電力依存性が無いことが分かった。さらに、水冷却で温度制御しながら15kW/cmの高周波を入射したところ、1800秒間にわたり一定の低ガス放出率(~10Pam/sm)を観測し、連続入射の可能性を示した。このテストモジュールの開発・大電力試験を通じて、定常LHCDアンテナの工学的データベースを得た。
前原 直; 関 正美; 菅沼 和明; 池田 佳隆
Fusion Engineering and Design, 30, p.253 - 259, 1995/00
被引用回数：2 パーセンタイル：27.90(Nuclear Science & Technology)JT-60UにおけるLHCD実験時に、48x4マルチジャンクション型ランチャーのガス放出特性評価を行った。その結果、プラズマ入射の初期段階においてガス放出率は、入射電力に対して強い依存性を示すが、RFコンディショニングが進んだ場合には依存性が弱まることが分かった。また約2週間のRFコンディショニングにより、プラズマ入射中の放出ガスの低減化を実現し、プラズマ入射電力、約6.5MW(1モジュールあたり:Pin~410kW)を達成した。十分にRFコンディショニングが進んだ状態でのモジュール内のガス発生量は、高周波電力Pin~360kWにおいて、~10[Pam/sm]のレベルであった。この値は、通常のSUS鋼製真空容器からのガス放出率と同程度の低い値である。これらの結果から将来の定常LHCD実験においても、ガス放出率が十分低いことが予想され、真空排気系の簡素化が期待できる。
荻原 徳男
JAERI-M 91-007, 151 Pages, 1991/02
臨界プラズマを長時間維持するための粒子制御技術の開発にとって必要なプラズマ近傍での圧力測定法の開発に関する研究をまとめたものである。最初に1T程度の強磁場中で使用しうる球対称電離真空計を開発した。1.2Tまでの磁場に対する感度変化は+20%以下である。次に強磁場中での分圧測定を行うためのペニング型真空計を開発した。ペニング放電から発せられる光のスペクトル分析から水素およびヘリウムの分圧を求めることが可能である。以上の開発に基づきJT-60の高速圧力モニタを実用化した。高速応答の圧力測定を行うことにより、プラズマディスラプションに伴う多量のガス放出とひき続いておこるガス吸着を見出した。このガス吸着は黒鉛第一壁の排気作用を示すものである。
岩井 孝; 高橋 一郎; 半田 宗男
Journal of Nuclear Science and Technology, 25(5), p.456 - 463, 1988/05
被引用回数：4 パーセンタイル：46.56(Nuclear Science & Technology)新設計のプルトニウム粒子除去用円筒フィルターを備えた、放出ガス測定装置を用いて、ウラン・プルトニウム混合炭化物およびウラン炭化物燃料の放出ガスを1473、1673,1873Kで測定した。保管中、燃料表面に吸着した水分は、1473Kでほとんど反応し、H
とCOを生じた。さらに高温では炭化物中に固溶した酸素が、その固溶体と平衡するCO圧に応じてCOを放出することが判った。また、平衡CO圧は超化学量論組成の燃料が、化学量論組成より高いことを明らかにした。これらの放出ガスは、燃料ピンの健全性の点から考えると、量的には少なく内圧の上昇には大きな寄与をしないが、ガス相を介したFCCIに影響を与えるかもしれない。
富永 五郎*; 中村 和幸; 村上 義夫
JAERI-M 83-112, 21 Pages, 1983/07
核融合炉の真空容器を高温にべークアウトすることは装置の設計に多くの制約を課し、コストの上昇にもつながるので、べークアウトせずにガス放出速度の小さい真空壁状態を実現すること(常温排気法)の研究は核融合炉の主要な研究開発項目の一つである。わが国における最近の研究を総合すると、ステンレス鋼やアルミ合金の場合表面に結晶性の稠密な酸化皮膜を形成すると常温でのガス放出速度低減に効果があるという一つの仮説が立てられるようである。この問題をさらに発展させるために、酸化皮膜からのガス放出機構の解明および窒化皮膜、炭化皮膜における同様な研究が望まれる。
