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プラズマ燃焼の内部構造解明のための中性子測定システムの開発

Research Project

Project/Area Number 16082202
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

馬場 護  Tohoku University, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (20005466)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩崎 信  東北大学, 大学院・教育情報学研究部, 教授 (10005465)
岩崎 智彦  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70184869)
西谷 健夫  日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主席 (30354608)
今野 力  日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (90354729)
石川 正男  日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究員 (70370351)
Project Period (FY) 2004 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥73,000,000 (Direct Cost: ¥73,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥9,400,000 (Direct Cost: ¥9,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥19,000,000 (Direct Cost: ¥19,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥22,600,000 (Direct Cost: ¥22,600,000)
Fiscal Year 2004: ¥22,000,000 (Direct Cost: ¥22,000,000)
Keywords核融合炉 / 診断 / 中性子 / スチルベン検出器 / デジタル信号処理 / 多視線 / データ処理高速化 / 高速ガスカウンター / 核融合 / プラズマ診断 / 自己加熱 / 高速不安定性 / スチルベンシンチレータ / 平行平板雪崩検出器 / 核融合中性子 / JT-60U / 高速・高感度観測 / nγ弁別 / 平行平板雪崩検出器(PPAC) / フラッシュADC / 核融合プラズマ / アルベン不安定性 / プロファイル / MHz計数 / PPAC / トモグラフィ手法 / α加熱
Research Abstract

計画の最終年度である本年度は、JT-60Uにおけるデジタル信号処理を用いた超高速な中性子計測システムを拡張し1)中性子検出器の複線化と複数視線からの高速なプロファイル測定、2)データ処理の高速化によるショット間でのデータ解析、3)計測手法の高度化、に取り組み、以下のような成果を得た。
1)JT60Uに垂直1視線、斜め6視線についての中性子検出器とフラッシュADCを用いた高速データ収集系を整備し、それらを、同期させて各検出器の時間分布を計測する手法を開発した、これによって、複数視線から中性子の時間依存性を極めて高速に観測する手段を整備し、中性子時間分布の空間依存性を測定できることを検証した。
2)データ処理の高速化のためにデータ処理手順を見直し、コンパイルの繰り返しを止め、多重バッファリングを導入することによって、データを高速にかつ安全に転送し、処理することが可能となった。これによって、データ処理時間は大幅に短縮され、ショット間での解析が現実的になってきた。
3)平行して、得られたデジタルデータにn一γ弁別を適用する手法を検討し、デジタルフィルターを用いて信号のテイル部分を短縮することで信号あたり70ns以下の解析時間で弁別が可能となり、また、関数あてはめ法、ベクトル内積法を用いたパターン認識法を開発した。これらによって、低エネルギー粒子の弁別が、従来の電荷積分法に比べて大幅に向上した。これらを組み込むことによって更なる性能向上が期待される。また、高速ガスカウンターMicro MEGAの開発を継続し、低圧力運転によって信頼性向上を達成した。

Report

(4 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2008 2007 2006 2005 2004 Other

All Journal Article (18 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Fast response neutron emission monitor for fusion reactor using stilben scintillator and flash-ADC2007

    • Author(s)
      T. Itoga, T. Okuji, N. Nakhstine, M. Baba, M. Ishikawa, T. Nishitani
    • Journal Title

      Radiation Protection and Dosimetry doi:10.1093/rpd/ncm 141(電子媒体)

    • NAID

      130007029197

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new fast response, γ-insensitive neutron detector based on the parallel plate avalanche counter2007

    • Author(s)
      M. Nakhostin, M. Baba, T. Itoga, T. Oishi, Y. Unno, S. Kamada, T. Okuji
    • Journal Title

      Radiation Protection and Dosimetry doi:10.1093/rpd/ncm141(電子媒体)

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Precise measurement of first Townsend coefficient, using parallel plate avalanche chamber2007

    • Author(s)
      Mohammad Nakhostin, Mamoru Baba, Toshiro Itoga, Takuji Oishi, Tsutomu Ohtsuki
    • Journal Title

      Nucl. Instrum. Methods in Physics Research Section A572

      Pages: 999-1003

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Precise measurement of the first Townsend coefficient using parallel-plate avalanche counter2007

    • Author(s)
      M.Nakhostin, M.Baba, T.Itoga, T.Oishi, T.Ohtsuki
    • Journal Title

      Nuclear. Instrument and Methods A532

      Pages: 999-999

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fast collimated neutron flux measurement using stilbene scintillator and flashy analog-to-digital converter in JT-60U2006

    • Author(s)
      M.Ishikawa, T.Itoga, T.Okuji, M, Baba, T.Nishitani 他
    • Journal Title

      Review of Science Instruments 77

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Observation of Confinement Degradation of Energetic Ion due to Alfven Eigenmodes in weak shear plasma on JT-60U2006

    • Author(s)
      M.Ishikawa, T.Nishitani, A.Morioka, M.Sasao, C.Z.Cheng, N.N.Gorelenkov, G.J.Kramer, R.Nazikian, JT-60 team
    • Journal Title

      Nuclear Fusion 46

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of a New Fusion Power Monitor based on Activation of Flowing Water2006

    • Author(s)
      Y.Verzilov, T.Nishitani, K.Ochiai, C.Kutsukake, Y.Abe
    • Journal Title

      Proc.7th Int.Symposium on Fusion Nuclear Technology, May 23-27, 2005, Tokyo. (To be published)

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Observation of Confinement Degradation of Energetic Ion due to Alfven Eigenmodes in weak shear plasma on JT-60U2006

    • Author(s)
      M.Ishikawa, K.Shinohara, M.Takechi, Y.Kusama, et al.
    • Journal Title

      Nuclear Fusion (To be published)

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Neutron Emission Profile Measurement and Fast Neutral Particle Flux Measurement for Transport Analysis of Energetic Ions on JT-60U2006

    • Author(s)
      M.Ishikawa, T.Nishitani, Y.Kusama, A.Morioka, M.Baba et al.
    • Journal Title

      Journal of Plasma and Fusion Research (To be published)

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Design of Micro Fission Chambers for ITER Low Power Operations2005

    • Author(s)
      Takeo Nishitani, Michinori Yamauchi, Mikio Izumi, Yoshinori Kusama
    • Journal Title

      JAERI-Tech 2005-047

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 14 MeV neutron irradiation test of the CVD diamond detector2005

    • Author(s)
      T.Nishitani et al.
    • Journal Title

      Proc.International Tokamak Fusion Physics Activity (March, 2005) (CD-ROM)

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of the water activation system using Cerenkov light measurement2005

    • Author(s)
      T.Nishitani et al.
    • Journal Title

      Proc.International Tokamak Fusion Physics Activity (March, 2005) (CD-ROM)

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] First measurement of time-resolved neutron yield on JT-60U using a micro fission chambe2004

    • Author(s)
      T.Hayashi, T.Nishitani, M.Ishikawa
    • Journal Title

      Rev.Sci.Instrum. 75

      Pages: 3575-3575

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Energetic Ion Transport induced by Alfven Eigenmodesby Negative-Ion-Based Neutral Beam in the JT-60U Weak Shear and Reversed Shear Plasmas2004

    • Author(s)
      M.Ishikawa et al.
    • Journal Title

      Proc.20th IAEA Fusion Energy Conference, 1-6 Nov, 2004, Vilamoura (CDROM)

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Neutron Emission Profile Measurements on JT-60U2004

    • Author(s)
      M.Ishikawa et al.
    • Journal Title

      Proc.International Tokamak Fusion Physics Activity (March, 2005) (CD-ROM)

    • NAID

      110002163344

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] An ultra fast, radiation-resistant fast neutron detector

    • Author(s)
      M.Nakhostin, M.Baba, T.Oishi, T.Itoga, M.Hagiwara
    • Journal Title

      Radiation Protection & Dosimetry (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fast response neutron emission monitor for fusion reactor using stilbene scintillator and flash-ADC

    • Author(s)
      T.Itoga*, T.Okuji, M.Nakhostin, M.Baba, M.Ishikawa, T.Nishitani
    • Journal Title

      Radiation Protection & Dosimetry (印刷中)

    • NAID

      130007029197

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A new fast response, γ-insensitive neutron beam monitor for advanced pulsed-neutron sources

    • Author(s)
      M.Nakhostin, M.Baba, T.Oishi, T.Itoga, Y.Unno, S.Kamata, T.Ohtsuki
    • Journal Title

      KEK proceedings, 11^<th> workshop on radiation detectors and their uses (To be published)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] JT60Uでの中性子計測におけるデジタル信号処理手法の応用と高速化2008

    • Author(s)
      奥地俊夫、糸賀俊朗、大石卓司、馬場 護、篠原孝司、石川正男
    • Organizer
      日本原子力学会平成20年春の大会F58
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2018-03-28  

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