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論文

Leak detection system in ITER

廣木 成治; P.Ladd*; K.Shaubel*; G.Janeschitz*; R.A.Marrs*

Fusion Engineering and Design, 46(1), p.11 - 26, 1999/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:45.09(Nuclear Science & Technology)

ITERの真空洩れ探知装置は、クライオポンプと粗引きポンプで構成される真空排気装置の一部として設計され、巨大なトーラス真空容器(~4600m$$^{3}$$)やそれを収納するクライオスタットのほかに種々の付帯装置や設備の真空洩れを探知し、洩れの大きさや場所を探知する役割を担っている。同洩れ探知装置は、被試験容器に合わせて数種類の仕様の残留ガス分析計と質量分析計型ヘリウム洩れ探知器で構成されており、トーラス容器(許容洩れ量1$$times$$10$$^{-7}$$Pa・m$$^{3}$$/s)とクライオスタット(同1$$times$$10$$^{-5}$$Pa・m$$^{3}$$/s、ただし運転前)において、1$$times$$10$$^{-8}$$Pa・m$$^{3}$$/sのヘリウム洩れ量を約90秒以内に検出するには、ヘリウムのバックグラウンドを1$$times$$10$$^{-12}$$Pa・m$$^{3}$$/s以下にする必要がある。また、トーラス容器内水冷機器の水洩れ箇所を探知するため、冷却水にトレーサー物質を溶け込ませ、洩れの箇所を通して真空中に流入するトレーサーを残留ガス分析計で検出する新しい方法を提案している。

論文

磁場閉じ込め核融合装置の排気系

新井 貴; 清水 正亜

プラズマ・核融合学会誌, 71(8), p.726 - 731, 1995/08

大型磁場閉じ込め核融合装置の排気系は大排気速度を有するとともに良質な真空を得るために、大気圧から超高真空まで排気するのはもちろん、間欠的なプラズマ放電運転に対応して、プラズマ消滅後次回運転までにバックグラウンドまで排気するものである。本排気系には、また磁場中で使用されるための制約、プラズマ・壁相互作用等を考慮する必要がある。大型磁場閉じ込め核融合装置であるJT-60において有効に活用できている排気(ターボ分子ポンプを主排気とし、かつ液体窒素トラップを有する)と既設備の老朽化対策としての改造計画について述べる。

論文

Development of turbo-viscous pump with ceramic rotor assembly and oil-free driving unit

村上 義夫; 阿部 哲也; 大澤 晴繁*; 秦 聡*

J. Vac. Sci. Technol., A, 9(3), p.2053 - 2057, 1991/05

核融合炉やその他の先進的な真空機器の真空排気システムを構成するため、ターボ粘性ポンプと呼ぶにふさわしい新型の粗引きポンプを開発した。このポンプは、複数の円盤からなるロータをステータ(静翼)の間で高速に回転させるもので、ロータに窒化ケイ素セラミックスを用い、ロータ全体を支持する気体軸受とロータを25,000rpmで回転させる気体タービンを備えているのが特徴である。新開発のポンプは大気圧から高真空までの広い圧力範囲で動作し、11枚の直径150mmの回転円盤を用いたポンプで最大排気速度0.28m$$^{3}$$/min、到達圧力1$$times$$10$$^{-3}$$Paなどを確認した。この粗引きポンプの特長として、(1)完全オイルフリーである、(2)強磁場中で運転できる、(3)着火源がない、(4)高温運転が可能である、などが挙げれる。

論文

Vacuum system of the JAERI AVF cyclotron

中村 義輝; 荒川 和夫; 水橋 清; 横田 渉; 神谷 富裕; 福田 光宏; 奈良 孝幸; 上松 敬; 奥村 進; 石堀 郁夫; et al.

Proc. of the 8th Symp. on Accelerator Science and Technology, p.194 - 196, 1991/00

原研AVFサイクロトロン装置の真空排気系は、イオン源系、イオン入射系、サイクロトロン本体系およびビーム輸送系の4つに分類される。各系の真空圧力は、主としてイオンビーム透過率の検討結果を基にして決められた。全系は合計26の真空セクションに分割され、それぞれ独立に真空の維持・管理が行なえるよう、真空ポンプおよび真空ゲージ等が配置されている。なお各イオン室には、常設の補助排気系は設置せず、可搬式の真空排気セットにより真空を立ち上げる方式としている。また事前に使用している真空計ゲージの信頼性確認試験、およびコントローラーの耐放射線性試験も実施した。

論文

セラミックターボ分子ポンプ

阿部 哲也

実用真空技術総覧, p.1024 - 1026, 1990/11

図書「実用真空技術総覧」の分担執筆として、セラミックターボ分子ポンプの開発現状を紹介した。核融合装置用真空ポンプとして、日本原子力研究所で開発したセラミックターボ分子ポンプの構造および性能を述べ、耐磁場・耐放射線性に優れていることに言及した。また、電気を動力源として使用していないので、着火源がなく、爆発・引火物しの真空排気に対して固有安全性を有していることも、強調した。

論文

Development of ceramic turbomolecular pumps for fusion devices

阿部 哲也; 村上 義夫; 引田 和雄*; 大澤 晴繁*; 秦 聡*

Vacuum, 41(7-9), p.1992 - 1994, 1990/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:43.23(Materials Science, Multidisciplinary)

磁場閉じ込型核融合装置で使用できる耐磁場、耐放射線性を有するセラミックターボ分子ポンプの開発を行なった。このポンプは回転部をすべて窒化珪素(Si$$_{3}$$N$$_{4}$$)セラミックスで製作しており、しかもガスベアリング、ガスタービン駆動、非接触ネジシールから構成されている。今までに80l/s(排気速度)の小型セラミックポンプの開発を終え、今回は回転翼(Si$$_{3}$$N$$_{4}$$)直径210mm$$phi$$、回転数25000rpmの中型セラミックポンプを試作し、各種の試験を実施した。その結果、排気速度500l/s、到達圧力4$$times$$10$$^{-7}$$Paの性能を得た。

論文

セラミックス製高真空ポンプの開発

阿部 哲也

日本原子力学会誌, 31(10), p.1106 - 1108, 1989/10

耐磁場・耐放射線性を有する核融合用真空ポンプの開発を目的として、現在開発中のセラミックターボ分子ポンプについて述べた。ターボ分子ポンプに耐磁場・耐放射線性等の特質を持たすための構造条件としては、(1)渦電流対策として、回転可動部を全て電気絶縁材で構成する(2)磁場との相互作用を無くすため、電気モーター、磁気ベアリングなど通電コイルを有するものを使用しない(3)潤滑油を使用しない、などである。以上からポンプの構造は、(1)セラミックス製羽根車(Si$$_{3}$$N$$_{4}$$製)(2)ガスベアリング(3)非接触シールおよび(4)ガスタービンなどからなっている。現在得られている真空性能としては、排気性能0.5m$$^{3}$$sec$$^{-1}$$、到達圧力10$$^{-6}$$Paなどである。

論文

真空ポンプ用セラミックロータの回転試験

阿部 哲也; 村上 義夫; 高澤 国夫*; 引田 和雄*

真空, 31(5), p.334 - 337, 1988/00

耐磁場・耐放射線性等を有する回転ポンプの開発を目的として、前年度に引き続きセラミックロータを有するターボ分子ポンプの試作を行ない、その回転性能ならびに真空排気性能について試験を行なった。その結果、製作仕様である回転数30,000rpmで連続回転をすることに成功し、また真空排気作用について仕様廻りであることをも確認した。現在、試験中であり、詳細は当日発表する。

論文

真空ポンプ用セラミックロータの試作

阿部 哲也; 村上 義夫; 高澤 国夫*; 森井 茂樹*

真空, 30(5), p.221 - 225, 1987/05

耐磁場・耐放射線性等を有する回転真空ポンプの開発を目的として、回転体をセラミックス(Si$$_{3}$$N$$_{4}$$)製、軸受をガスベアリング、シールを非接触ネジシール、回転駆動源をガスタービンとした試験機を試作し各種性能試験を行った。 その結果、耐磁場性に関しては回転数30,000r.p.m.の状態で、正常磁場0.046T(テスラ)(磁場発生装置の最大値)・1時間印加、同様にパルス磁場0.02T(msec)$$^{-}$$$$^{1}$$,10分間(60パルス)印加しても回転数の低下、回転体の温度上昇は認められなかった。

報告書

Japanese Contributions to IAEA INTOR Workshop,PhaseIIA,Part 2 Chapter III:Impurity Control(Physics)

藤沢 登; 杉原 正芳; 斉藤 誠次*; 一木 繁久*; 飯田 浩正; 川村 孝弌*; 前野 勝樹; 村上 義夫; 中井 洋太; 嶋田 道也; et al.

JAERI-M 85-074, 92 Pages, 1985/07

JAERI-M-85-074.pdf:2.92MB

この報告書はIAEA主催のINTORワークショップ、フェーズIIA、パート2の日本のナショナルレポートの第III章(前半)に相当するものである。ダイバー夕、リミタ、進歩的な不純物制御、粒子供給、原子分子過程、壁表面との相互作用、真空容器の処理などに関するデータベースの評価を行なった。ダイバー夕、リミタのモデリングとその有効性について検討し、このモデルによりINTORの不純物制御性能について評価した。

報告書

IAEA INTOR Workshop Report, Group 14; Vacuum

村上 義夫; 中村 和幸; 阿部 哲也; 小泉 建治郎*

JAERI-M 8513, 40 Pages, 1979/10

JAERI-M-8513.pdf:1.06MB

国際トカマク炉(INTOR)の概念設計に必要な真空技術に関するデータベースについて調査検討を行うとともに、INTOR-Jの主要な真空パラメータの評価を行った。本報告では、トーラス真空容器とその排気系について記述されており、真空壁の位置、真空ポンプの選定、採りうる最大排気速度、真空壁の清浄化などについて検討されている。特にクライオポンプによるヘリウム排気の問題点や再生の頻度、トリチウムインベントリーについて詳しく評価してある。真空系に及ぼす放射線の影響や遠隔操作による洩れ検知法についても調査した。

口頭

Pumping speed measurement of Ti-Zr-VNEG coating for some gas species and degradation evaluation by repetitive air exposure and re-activation

志賀 隆史; 神谷 潤一郎; 和田 薫*; 倉持 勝也*

no journal, , 

The non-evaporable getter (NEG) coating on the chamber inner wall allows the chamber itself to function as a vacuum pump. We have developed the NEG coating with noble performance, which can maintain the large pumping speed even after repetitive air exposure and re-activation cycles. In this study, the pumping speed of H$$_{2}$$, CO, O$$_{2}$$, CO$$_{2}$$, and N$$_{2}$$ were measured. In addition, the degradation of pumping speed due to repetitive air exposure and re-activation was evaluated. The measurement result showed that the pumping speed of the O$$_{2}$$ maintained extremely large even after the 10 times air exposure and re-activation cycles, while those for other gas species gradually decreases. Because the degassing trend of the H$$_{2}$$O is similar to that of O$$_{2}$$, this result suggests that the pumping speed for H$$_{2}$$O, which is the main residual gas in the high vacuum systems, would be large. This suggests that the NEG coatings developed have more sustainable performance than ever before.

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