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論文

Modeling of plasma current decay during the disruption

大脇 浩和; 杉原 正芳; 河野 康則; Lukash, V. V.*; Khayrutdinov, R. R.*; Zhogolev, V.*; 小関 隆久; 畑山 明聖*

Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM), 29C, 4 Pages, 2005/00

ディスラプション時のトカマク装置への電磁力負荷を評価するうえで最も重要な、プラズマ電流の減衰過程を評価する数値モデルを構築した。このモデルでは、粒子の輸送とリサイクルを考慮した密度の微分方程式によって密度を評価し、ジュール加熱パワーと不純物の混入による放射パワーとのバランス$$P_mathrm{joule}(T_e)=P_mathrm{rad}(T_e)$$によって電子温度とプラズマ抵抗を決定する。加えてプラズマ平衡・輸送・回路方程式を解くコードDINAを用いることで、プラズマ電流減衰の時間発展を矛盾無く求める。不純物混入量,粒子の閉じ込め時間,リサイクリング率は、おおよそ実験で想定される値をパラメータとして与えることで、JT-60Uのプラズマ電流波形を模擬できた。また、この3つの物理量がプラズマ電流の減衰過程に与える影響を調べた。

論文

High proton ratio plasma production in a small negative ion source

森下 卓俊; 井上 多加志; 伊賀 尚*; 渡邊 和弘; 今井 剛

Review of Scientific Instruments, 75(5), p.1764 - 1766, 2004/05

 被引用回数:6 パーセンタイル:37.25(Instruments & Instrumentation)

核融合加熱装置や大強度陽子加速器などにおいて必要とされる大電流密度負イオンビームを生成するためにはHやH$$^{+}$$からの表面生成を利用したイオン源が有効であり、閉じ込めの良い大型イオン源によって高プロトン比プラズマを生成する必要がある。しかしながら、従来、高プロトン比プラズマ生成が困難であると考えられていた小型のイオン源において800A/m$$^{2}$$の大電流密度負イオンビームが生成された。本研究では、イオン源内のプロトン比を実験的,解析的に調べ、小型イオン源におけるプロトン生成過程を調べた。小型のイオン源(容積1.4リットル,ガス圧1Pa)に磁気フィルターを適用し、正イオンビーム中のプロトン比を測定した結果、磁気フィルターによりプロトン比が2倍以上の90%にまで上昇した。次にレート方程式を用いてイオン密度を求め、プロトン比を評価した。その結果、小型のイオン源では、主放電領域でのプロトン比は40%程度と低いが、磁気フィルターによって高速一次電子の流入が抑制されるため引き出し領域では分子イオン生成は小さく、かつ活発に分子イオンの解離が進行するため、磁気フィルターによってプロトン比が向上することがわかった。

論文

強制磁気再結合の線形解析

石澤 明宏*; 徳田 伸二

統計数理研究所共同研究リポート110, p.36 - 45, 1998/03

テイラーのモデルを用い、誤差磁場によって生じる強制磁気再結合の線形解析を行った。静磁場方程式に従う外部層と線形Reduced MHD方程式に従う内部層の接続条件を、磁束一定近似等を用いることなく、新たに導いた。この接続条件を用いて、磁気島の成長を表す再結合率を計算した。その結果、従来磁気相は単調に成長すると考えられていたのに対し、その解析に比べ磁気島の成長は抑えられるとともに、電流の減衰が弱まることを明らかにした。この結果はHahmが示した成長過程、Wangが示した成長過程のどちらとも異なる。また、再結合率を求める新しい方法として積分方程式を用いる方法を提唱した。

論文

Effects of the non quasi steady state on the emission lines in plasmas

加藤 隆子*; 森林 健吾*; 村上 泉*; 大平 光彦*; 久保 博孝; 清水 勝宏

Proc. of 1996 Int. Conf. on Plasma Physics, 1, p.730 - 733, 1996/00

JT-60Uでは、ダイバータ・プラズマにおいて炭素イオンが発する可視光の絶対強度分布を測定している。今までの研究では、CIIおよびCIVについては密度効果を考慮した励起機構によって測定された強度分布がよく説明できたが、CIIIについては計算結果と食い違いがあった。本研究では、CIIIについては準安定状態にあるイオンが基底状態にあるイオンより多いことに着目し、準安定状態および時間発展を考慮したレート方程式によってイオンの存在率を計算した。その結果、CIIIの準安定状態がCIIの基底状態の内殻電離によって生成され長時間存在することがわかった。これにより、JT-60Uで測定されたCIIIの線強度分布が説明できた。

報告書

Creep behaviour of Hastelloy XR in simulated high-temperature gas-cooled reactor helium

倉田 有司; 小川 豊*; 鈴木 富男; 新藤 雅美; 中島 甫; 近藤 達男*

JAERI-Research 95-037, 42 Pages, 1995/06

JAERI-Research-95-037.pdf:2.04MB

800、900及び1000$$^{circ}$$Cの高温ガス炉の近似ヘリウム中でハステロイXRのクリープ試験を行った。約50000時間までの試験結果はクリープ特性の著しい劣化を示さず、クリープ破断強度は高温工学試験研究炉の設計クリープ破断応力強さ(S$$_{R}$$)に対応する強度水準を十分上回っていた。定常クリープ速度の応力依存性をNorton式で表したとき、応力指数の値は4.5~5.7であり、支配的な変形機構は転位ループであると判断された。破断寿命はLarson-Millerパラメータにより十分な精度で評価することができた。破断した試料の炭素分析は浸炭が破断部近傍に制限されることを示した。内部に形成したクラックは応力軸に垂直な粒界で成長した析出物付近で発生した。電子線マイクロアナライザーによる分析により、Moに富んだ析出物とCrに富んだ析出物が共存していることがわかった。

論文

Nonlinear dynamics of reactor with time delay in automatic control system and temperature effect

金野 秀敏*; 林 光二; 篠原 慶邦

Journal of Nuclear Science and Technology, 29(6), p.530 - 546, 1992/06

温度と自動制御からの遅れフィードバックを持つ1成分原子炉動特性(非線形)を研究している。炉出力振動を生起する必要条件は、これら2つの異なった遅れフィードバック間の競合である事が示される。モデルは、炉出力振動の特徴から、付加雑音源を持つ確率ファンデルポール方程式に変換され、これによって非線形相互作用の重要性と外来雑音の効果は質的に理解できる。振動の飽和振幅の推定のための理論的方法もまた、飽和振幅のより精確な理論的予測のために開発した。

報告書

線形三重対角方程式の並列計算

石黒 美佐子; 原田 裕夫; 難波 克光*; 藤井 実; 藤村 統一郎; 中村 康弘

JAERI-M 9703, 39 Pages, 1981/09

JAERI-M-9703.pdf:0.89MB

近年、大型プログラムの高速計算の必要性などから、科学技術計算に対する並列計算の適用が盛んになってきた。原研計算センターにおいても、アレイ・プロセッサF230-75APUが並列計算の原子力コードへの適用を研究するために設置された。APUを使用して、科学計算でよく問題となる線形三重対角システムの解法について並列計算手法の最近の論文を参考にして、数値実験を行った。解法は、ガウス消去法、パラレル・ガウス法、加速パラレル・ガウス法、ヤコビ法、リカーシブ・ダブリング法、サイクリック・リダクション法、チェビシェフ反復法、共役傾斜法の8種について調査された。数値実験の結果にもとづいて、各解法の計算時間、精度の比較がなされた。結果として、計算速度、精度の面でサイクリック・リダクション法と逐次解法ではあるがガウスの消去法が勝れていることがわかった。

論文

A Method to solve impurity diffusion equation with ionization and recombination source terms

岡本 正雄; 天野 恒雄*

Journal of Chemical Physics, 26(1), p.80 - 86, 1978/01

電離・再結合を含む不純物拡散方程式の新しい数値解法を示した。非変換演算子に対するspitting and fractiural step法に基づき拡散方程式は、原子過程と(電離・再結合を含まない)拡散項とに分けて順次解く。rate equatinは固有値問題として解くことにより電離で決まる早い時間巾$$Delta$$tを取り除くことができる。この方法の精度は0($$Delta$$t$$^{2}$$)である。この方法は、原子過程が正しく取り入れられており、不純物の時間発展が正確に追求できる。トカマク輸送コードと組み合わせることにより、トカマク、プラズマのシミュレーションに役立たせることができる。

論文

Standardization of $$^{2}$$H(d,n)$$^{3}$$He neutron source by total absorption method using water bath

中島 雅; 東條 隆夫; 山口 博司; 近藤 眞

Journal of Nuclear Science and Technology, 12(8), p.491 - 501, 1975/08

 被引用回数:0

高速中性子源の中性子強度の測定に際し、定常または非定常な場合、従来から水(減速)・金(放射化)方法がある。本報ではこれをさらに拡張し、強度の時間変化の大きい非定常な高速中性子源にも使えるようにした。コックロフト・ワルトン型加速器のD(d、n)$$^{3}$$He中性子源をえらび、上記方法を適用して、中性子強度の測定を行なったときの結果が記載されている。本報では2つの中性子検出器を用い、一つは水槽内の定点で熱中性子束の時間変化を、他は源まわりの熱中性子束空間分布を測定し、これから中性子釣合式で強度を決定する。この際、強度の絶対値を確定するため、後者の検出器の較正を必要とする。その手段としてここに提案されたのは、在来のように別途定常中性子源で作った熱中性子場を利用せず、本実験実施中に水槽内の定点で金箔中に生成した誘導放射能を新しい生成方程式で求め、これから直接に検出器の較正を行なう方式である。

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