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論文

Development of a high power wideband polarizer for electron cyclotron current drive system in JT-60SA

三枝 幹雄*; 小山 岳*; 松原 史明*; 滝井 啓太*; 佐井 拓真*; 小林 貴之; 森山 伸一

Fusion Engineering and Design, 96-97, p.577 - 582, 2015/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:83.34(Nuclear Science & Technology)

JT-60SA用電子サイクロトロン加熱電流駆動装置で採用が期待される2周波数ジャイロトロン用に110GHzと138GHzで使用可能な大電力広帯域マイターベンド型偏波器の開発を行った。マイターベンドに組み込んだ2種類(偏波面回転用と楕円偏波の軸比制御用)の回折格子の溝の深さは、2周波数に対して数値計算により最適化を行った。低電力試験の結果から、偏波面回転用と楕円偏波の軸比制御用の偏波器を組み合わせて、2周波数で全偏波が発生できる事を確認した。また熱応力の評価は有限要素法で行った。偏波面回転用マイターベンド型偏波器の大電力試験を110GHzで0.24MW、3秒まで行い、偏波器のジュール損失の回転角依存性が理論と矛盾しないことを確認した。

論文

Study of ohmic loss of high power polarizers at 170 GHz for ITER

柏 吉忠*; 三枝 幹雄*; 高橋 幸司; 春日井 敦; 坂本 慶司

Fusion Engineering and Design, 81(19), p.2249 - 2256, 2006/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:79.89(Nuclear Science & Technology)

磁化プラズマにおける高効率電子サイクトロン電流駆動には、特定の偏波をプラズマ中に入射する必要がある。その偏波を作るために格子状溝を有する反射板(偏波器)を使用する。ITER用偏波器は1MWミリ波の定常伝送が要求されており、その伝送性能を示す必要がある。本研究では、伝送時に生ずるオーミック損失を評価する計算コードを開発し、そのコードを用いて格子溝内外に流れる電流を計算し損失評価を行った。その結果、定性的に実験結果と一致することを明らかにした。

論文

Polarizance of a synthetic mica crystal polarizer and the degree of linear polarization of an undulator beamline at 880eV evaluated by the rotating-analyzer method

今園 孝志; 広野 等子*; 木村 洋昭*; 斎藤 祐児; 石野 雅彦; 村松 康司*; 小池 雅人; 佐野 一雄*

Review of Scientific Instruments, 76(12), p.126106_1 - 126106_4, 2005/12

 被引用回数:13 パーセンタイル:40.96(Instruments & Instrumentation)

回転検光子法により合成雲母(フッ素金雲母)結晶を用いた反射型偏光子の偏光能の評価を行い、水平偏光モードにおけるAPPLE-2型可変偏光アンジュレータ光源BL23SUビームライン(SPring-8)の直線偏光度を評価した。その結果、入射エネルギー880eV,入射角45$$^circ$$近傍での合成雲母のs偏光及びp偏光反射率はそれぞれ2.6%及び0.013%であった。回転検光子法に基づく解析の結果、合成雲母の偏光能は少なくとも0.997$$pm$$0.002、入射光の直線偏光度(880eV)は0.993$$pm$$0.004であることがわかった。

論文

Thermal analysis and Ohmic loss estimation of polarizer for ITER ECCD system

三枝 幹雄*; 高橋 幸司; 柏 吉忠*; 大石 晋平*; 星 勇気*; 中畑 裕行*; 春日井 敦; 坂本 慶司; 今井 剛*

Fusion Engineering and Design, 74(1-4), p.473 - 478, 2005/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:79.45(Nuclear Science & Technology)

国際熱核融合実験炉用電子サイクロトロン電流駆動装置の偏波器を開発し、170GHz, 441kW, 6sまでの大電力長パルス試験を行った。また、偏波器へ入力する直線偏波の入射偏波面を別の偏波器で回転させて偏波器の損失を温度上昇で測定したところ、偏波器の高周波損失は、入射偏波と回折格子の回転角に大きく依存し、その依存性は電磁界解析結果と定性的に一致した。電子サイクロトロン波のプラズマへの高効率結合に必要な入射偏波条件における損失の変化範囲は、理論値で0.2%から1.6%程度にまで変化した。

論文

Performance of a reflection-type polarizer by use of muscovite mica crystal in the soft X-ray region of 1 keV

今園 孝志; 石野 雅彦; 小池 雅人; 木村 洋昭*; 広野 等子*; 佐野 一雄*

Review of Scientific Instruments, 76(2), p.023104_1 - 023104_4, 2005/02

 被引用回数:13 パーセンタイル:40.96(Instruments & Instrumentation)

1keV領域で機能する偏光子を開発するために、天然雲母の偏光特性に関して動力学理論に基づく理論的検討を行い、入射角45$$^circ$$、入射エネルギー0.9keVで同結晶がs偏光反射率$$R_{rm s}$$=3%の反射型偏光子として機能する可能性があることがわかった(p偏光反射率$$R_{rm p}simeq 0$$)。このことを実験的に検証するために、直線偏光したアンジュレータ放射光(SPring-8 BL27SU)を用いて天然雲母(002)対称ブラッグ反射の偏光別反射率測定を行った。その結果、878eVでピーク反射率は$$R_{rm s}$$=1.8%, $$R_{rm p}$$=0.022%であった。また、偏光子の偏光性能を表し、$$R_{rm s}$$$$R_{rm p}$$の反射強度の比として定義される消光比が$$R_{rm s}/R_{rm p} geq 200$$となる入射角で$$R_{rm s}$$=1%であった。この結果は、天然雲母が軟X線領域で実用的な偏光子として機能することを示した。

論文

Study of ohmic loss of high power polarizers at 170 GHz for ITER

柏 吉忠*; 三枝 幹雄*; 高橋 幸司; 大石 晋平*; 星 勇希*; 春日井 敦; 坂本 慶司; 今井 剛

Proceedings of 2004 International Symposium on Microwave Science and Its Application to Related Fields (Microwave 2004), p.527 - 530, 2004/07

ITER等の核融合炉において、電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)システムは、特に新古典テアリングモード不安定性の安定化に必要不可欠である。その中で、高効率ECCDを得るために、最適な偏波を生成する偏波器は重要な要素機器の一つである。大電力RF伝送時の偏波器のジュール損失評価を目的として、170GHz大電力RF伝送実験を行った。その結果、深溝型偏波器の背面温度は最高で65度、従来型の偏波面回転用偏波器の背面温度は最高で30度の上昇を観測した。偏波器でのジュール損失は入射偏波面回転角及び回折格子回転角に依存することが計算から推定されているが、その計算結果と今回の実験結果は定性的に一致することが判明した。また、偏波器への入射RFの偏波角度を最適化することで、温度上昇(ジュール損失)を低減させることが可能であることも明らかにした。

報告書

JT-60U電子サイクロトロン加熱装置用入射制御系システムの構築と改良

平内 慎一; 篠崎 信一; 佐藤 文明*; 鈴木 康夫*; 横倉 賢治; 森山 伸一; 池田 佳隆

JAERI-Tech 2003-038, 39 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-038.pdf:9.06MB

JT-60U電子サイクロトロン加熱(ECH)装置は、周波数110GHzの高周波によりJT-60Uプラズマに対し局所加熱/電流駆動を行い、閉じ込め性能を向上させるものである。本装置は、4ユニットからなり各ユニットは、大電力の高周波を発生する大電力発振管(ジャイロトロン),それを駆動するための電源,発生した大電力高周波を伝送する伝送系及びプラズマに入射するアンテナなどから構成される。入射制御系の特徴は、プラズマ性能を向上させるため、アンテナの可動ミラ-を駆動してプラズマへの高周波ビームの入射方向を制御し、偏波変換器のミラ-を回転して高周波の楕円度や偏波角を任意に制御可能なことである。このシステムの設計、製作と運転経験をもとに行った改良について述べる。

論文

Study of Joule loss of grooved mirror polarizers

三枝 幹雄*; 高橋 幸司; 大石 晋平*; 柏 吉忠*; 星 勇希*; 小林 憂樹*; 春日井 敦; 坂本 慶司; 今井 剛

Proceedings of IAEA TM on ECRH Physics and Technology for ITER (CD-ROM), 7 Pages, 2003/00

最適な電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)を行うためには、プラズマの磁力線に対して斜めにかつ楕円偏波でEC波を入射する必要がある。新たに開発した必要な偏波を作り出すことのできる深溝型偏波器の大電力試験を行い、伝送損失を実験的に評価した。その結果、伝送損失が偏波器の回転角度に対して依存性を持つことがわかり、また、最大で0.8%の損失が生じることが明らかになった。さらに、偏波器の最適設計を行うために開発した計算コードにより評価した損失の回転角度依存性は、実験結果と定性的によく一致した。

論文

Beam combiner for transient phenomena measurement in the JT-60 Thomson scattering diagnostic

吉田 英俊; 内藤 磨; 山下 修; 北村 繁; 長島 章; 的場 徹

Review of Scientific Instruments, 66(1), p.143 - 147, 1995/01

 被引用回数:23 パーセンタイル:14.99(Instruments & Instrumentation)

偏光板とファラデー回転器から構成される、JT-60トムソン散乱測定装置用のビーム合成器を開発した。これは2台のルビーレーザを光学的に結合して高い繰返しの測定を可能にするもので、特にペレット入射実験など過渡現象の測定に有効である。本ビーム合成器は既存のトムソン散乱測定装置の設備を改造することなく、最少時間差2ミリ秒で過渡現象の測定を可能にした点に大きな特徴がある。このビーム合成方法は、3台以上のレーザの合成や複数のレーザ増幅器を有したレーザシステムへの応用が可能であり、これらを使用する高繰返しレーザについても言及している。

口頭

JT-60SA電子サイクロトロン加熱電流駆動装置用広帯域偏波器の開発の進展

堀江 直之*; 佐井 拓真*; 大森 航平*; 三枝 幹雄*; 小林 貴之; 森山 伸一; 安良田 寛*; 宇野 毅*

no journal, , 

JT-60SAの電子サイクロトロン加熱電流駆動装置に用いる偏波器の開発を行っている。偏波器は周波数依存性のあるミリ波コンポーネントであるため、110GHz及び138GHzの両周波数での実験運転を想定している同装置では、広帯域化が開発のポイントである。また、導波管当たり1MWのパワーを100秒間伝送することを想定しているため、ミリ波の損失を抑え、発熱を効果的に冷却する機構も重要である。本開発研究では、既に良好なミリ波性能を計算と低電力試験で確認しているプロトタイプについて、熱応力解析を行うために計算コードを開発・計算するとともに、JT-60SAジャイロトロンを用いた1MW級の大電力試験を行って、発熱を評価した。

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