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論文

Release and transport behaviors of non-gamma-emitting fission products and actinides in steam and hydrogen atmospheres

三輪 周平; Ducros, G.*; Hanus, E.*; Bottomley, P. D. W.*; Van Winckel, S.*; 逢坂 正彦

Nuclear Engineering and Design, 326, p.143 - 149, 2018/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

水蒸気及び水素雰囲気下での非$$gamma$$線放出核種の核分裂生成物(FP)及びアクチニド13核種の放出移行挙動を、FP放出移行実験VERCORSにおける沈着物の化学分析結果に基づいて評価した。化学平衡計算による化学形態を考慮して放出移行挙動を評価した結果、ストロンチウムの放出は水素雰囲気で促進され、一部は低温領域まで移行していくこと、ウランの放出は水蒸気雰囲気で促進される一方で、高温領域に留まること等、新規な知見を得た。

論文

Upgrading the experimental database of fission products and actinides release behaviour in the VERCORS program through chemical analysis

三輪 周平; Ducros, G.*; Hanus, E.*; Bottomley, P. D. W.*; Van Winckel, S.*

Proceedings of 7th European Review Meeting on Severe Accident Research (ERMSAR 2015) (Internet), 11 Pages, 2015/03

核分裂生成物(FP)及びアクチニド放出・移行実験VERCORSにおいて装置配管等への沈着物の化学分析を行うことにより$$alpha$$線、$$beta$$線放出核種及び安定核種の破損燃料からの放出挙動を評価した。公衆に対する影響が大きいSrは還元雰囲気において放出が促進されること、Uは水蒸気雰囲気により放出が大きく促進されるが、その多くは燃料近辺に沈着すること等がわかった。また、Rb, Pd, Tc及びPu等の他の核種の放出挙動は従来のVERCORS実験結果からの予想とよく一致した。化学分析結果から放出挙動を評価する手法を用いることにより、$$alpha$$線, $$beta$$線放出核種及び安定核種の放出挙動の雰囲気依存を明らかにし、FP放出挙動データベースの改良に寄与した。

論文

Fuelling characteristics of supersonic molecular beam injection in JT-60U

竹永 秀信; 三代 康彦; Bucalossi, J.*; Marty, V.*; 浦野 創; 朝倉 伸幸; 西山 友和; 笹島 唯之; 正木 圭; 神永 敦嗣

Nuclear Fusion, 50(11), p.115003_1 - 115003_10, 2010/11

 被引用回数:17 パーセンタイル:59.53(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて超音速分子ビーム入射による粒子供給に成功した。パルス入射に対応した主プラズマでの密度上昇が観測された。供給効率は背圧や入射方向(低・高磁場側)に大きく依存しないことを明らかにした。同程度の密度まで到達するために必要な供給量は、ガスパフに比べて小さい。ペレット入射と比較すると、供給位置が浅いにもかかわらずほぼ同じである。時間分解能0.167msの高速カメラで測定した発光分布は、背圧6気圧の方が広がっているが、6気圧と2気圧では同程度の侵入位置を示している。この観測結果は、供給効率の弱い背圧依存性と矛盾しない。発光が示す電離領域の先端は、最初のフレームと2番目のフレームを比べると内側に侵入しており、2番目のフレームではセパラトリックスの直ぐ内側近傍に達している。電離領域は、ビームの大きさから十分に拡大しており、拡大度も2番目のフレームで大きくなっている。この結果は、超音速分子ビームとプラズマの相互作用が、超音速分子ビーム入射による粒子供給分布に大きく影響していることを示している。

論文

The Characteristics of the internal transport barrier under reactor relevant conditions in JT-60U weak shear plasmas

竹永 秀信; 大山 直幸; 浦野 創; 坂本 宜照; 朝倉 伸幸; 神谷 健作; 三代 康彦; 西山 友和; 笹島 唯之; 正木 圭; et al.

Nuclear Fusion, 49(7), p.075012_1 - 075012_11, 2009/07

 被引用回数:9 パーセンタイル:36.96(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて弱磁気シアプラズマの内部輸送障壁(ITB)特性を、周辺粒子供給・電子加熱といった炉心条件下で調べた。最初に、高磁場側ペレット又は超音速分子ビーム(SMBI)のITB特性への影響を調べた。ペレットやSMBIによる周辺粒子供給でも中心のイオン温度は減少しており、減少幅はITB内側で増加した。入射周波数や侵入長を最適化することにより、減少したイオン温度が回復し高いペデスタル圧力と強いITBが維持された。その結果、周辺粒子供給でも、高密度領域において高閉じ込め状態を維持することに成功した。次に、電子サイクロトロン加熱による電子加熱時のITB特性を調べた。電子温度分布の硬直性が強い場合に、電子サイクロトロン加熱によりイオン温度ITBの劣化が観測された。この時、イオンの熱拡散係数は電子の熱拡散係数とともに増加しており、イオンと電子の熱輸送の関連を示している。一方、電子温度分布の硬直性が弱い場合には、イオン温度ITBは変化しないか、もしくはさらに成長することが観測された。イオン温度ITBが変化しない場合はイオン・電子の熱拡散係数の変化はともに小さく、イオンITBがさらに成長した時はイオン・電子の熱拡散係数はともに低減した。密度揺動レベルの変化は小さいが、イオン温度ITBが劣化する場合は密度揺動の径方向相関長が長く、変化しない場合は短くなっていることが観測された。このことは、密度揺動の変化を通してITBの特性が変化していることを示唆している。

論文

Particle control study towards burning plasma control in JT-60U

竹永 秀信; JT-60チーム

Journal of Nuclear Materials, 390-391, p.869 - 875, 2009/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:53.11(Materials Science, Multidisciplinary)

燃料粒子密度は燃焼プラズマにおいて外部制御可能な数少ない物理量であり、燃焼プラズマの制御手法を開発するためには、粒子制御性の解明が重要である。最初に、密度分布を決定する機構及び密度分布と不純物蓄積との関係を調べた。乱流輸送の指標で規格化した衝突周波数が減少すると密度分布がピークすることが観測され、乱流輸送による内向き対流粒子束が密度分布決定に大きく影響していることを明らかにした。また、逆方向プラズマ回転時に密度分布がピークする傾向が観測されており、ほかのパラメータ依存性も存在する。ピークした密度分布では、炭素蓄積は観測されなかったが、タングステン蓄積が観測された。次に、粒子供給の閉じ込め特性への影響を新たに導入したガスジェット入射装置を用いて明らかにした。ガスジェットにより規格化半径0.8においてイオン温度が急激に減少することが観測され、ペレット入射装置同様ペデスタルより内側へ直接影響を与えている。しかしながら、閉じ込め特性はペレット入射装置と異なり密度が上昇するとともに劣化した。この閉じ込め劣化により、DT核融合反応率の温度依存性を考慮して燃焼プラズマを模擬する実験においては、粒子供給で密度を上げても模擬核融合増倍率は減少した。

論文

Characteristics of internal transport barrier under reactor relevant condition in JT-60U weak shear plasmas

竹永 秀信; 大山 直幸; 浦野 創; 坂本 宜照; 神谷 健作; 三代 康彦; 西山 友和; 笹島 唯之; 正木 圭; 神永 敦嗣; et al.

Proceedings of 22nd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2008) (CD-ROM), 8 Pages, 2008/10

JT-60Uの弱磁気シアプラズマにおいて炉心条件である周辺粒子供給と電子加熱条件下での内部輸送障壁(ITB)特性を調べた。高磁場側ペレット又は超音速分子ビーム(SMBI)による周辺粒子供給により、高密度領域において高閉じ込め状態を維持することに成功した。周辺粒子供給でも中心のイオン温度は減少しており、減少幅はITB内側で増加している。SMBIの場合、このITB内側でのイオン温度減少幅の増加は、パワーバランス解析から評価したイオンの熱拡散係数を用いて計算した冷熱パルスの伝搬で説明可能であった。入射周波数や侵入長を最適化することにより、減少したイオン温度が回復し高いペデスタル圧力と強いITBが維持されている。イオン温度ITBの劣化は、電子温度分布の硬直性が強い場合に電子サイクロトロン加熱時にも観測されている。この時、イオンの熱拡散係数は電子の熱拡散係数とともに増加しており、イオンと電子の熱輸送の関連を示している。一方、電子温度分布の硬直性が弱い場合には、イオン温度ITBは変化しないか、もしくはさらに成長することが観測された。密度揺動レベルの変化は小さいが、イオン温度ITBが劣化する場合は密度揺動の径方向相関長が長く、変化しない場合は短くなっていることが観測された。このことは、密度揺動の変化を通してITBの特性が変化していることを示唆している。

口頭

JT-60U用ガスジェットシステムの開発

三代 康彦; 西山 友和; 神永 敦嗣; 竹永 秀信; 浦野 創; 笹島 唯之; 正木 圭; Bucalossi, J.*; Marty, V.*

no journal, , 

臨界プラズマ試験装置(JT-60U)において、新たな粒子補給方式としてガスジェットシステムを導入した。ガスジェットは、ラバールノズルを用いて超音速ジェット状の中性燃料粒子をプラズマ内部に向けて入射するもので、従来の粒子補給方式であるガスパフとペレット入射との中間の特性を持つ。JT-60Uで導入されたガスジェットシステムは、フランスカダラッシュ研究所Tore Supraにおいて開発され実績のあるものであり、燃焼プラズマにおける粒子制御の共同研究によりJT-60Uへ設置された。ガスの吹き出し口であるノズルヘッドは、JT-60U真空容器内の高磁場側(HFS)と低磁場側(LFS)に設置されている。また、JT-60Uの300$$^{circ}$$Cに近い真空容器ベーキング温度に耐えられるノズルヘッドシール材の開発をTore Supraと共同で進めた。JT-60U真空容器に直接ガスジェットを入射し供給量の評価を行った結果、HFS側のノズルヘッドにおいては、動作圧力0.4MPaで1パルスあたり1.1Pam$$^{3}$$のガス量が得られ、流量に換算すると550Pam$$^{3}$$/sとなる。動作圧力に対する入射量の変化は、直線的であることがわかった。2007年12月にJT-60Uの実験運転において初めてガスジェットを使用した。実験の結果、ガスジェットによる明らかな密度上昇が観測された。

口頭

Solidification test of B-C-Fe-O melt in the PLINIUS/VITI facility

池内 宏知; Piluso, P.*; Fouquart, P.*; Bailly, J. S.*; Brackx, E.*; David, C.*; Domenger, R.*; Excoffier, E.*

no journal, , 

少量の酸素を含むB-C-Fe-O系の溶融物が凝固した後のBの化学形に関するデータを取得するため、JAEA-CEA間の国際協力のもと、CEAが有する試験施設(PLINIUS/VITI)において小規模溶融試験を2015年度に実施した。本報告は、欧州・SARNETの年会において、国際協力の現状に関するトピックスのひとつとして、当該実験の実施状況を紹介するものである。

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