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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Control of hydrogen recycling using hydrogen barrier effect of deposition layer

Research Project

Project/Area Number 16H02441
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

花田 和明  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (30222219)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywordsプラズマ・核融合
Outline of Annual Research Achievements

センタースタックカバーの冷却、上側高温壁の水冷が可能となったことで、令和元年度は予定した実験的研究を実施し、以下の結果を得た。
1)長時間放電中に水冷により高温壁温を降下させてリサイクリングを下げる実験を行った。放電開始時には壁温を200℃として長時間放電を実施し、放電停止に至る際の燃料粒子リサイクリングの状況を水素のバルマー線強度の空間分布を計測した。結果として高温壁が設置されていない赤道面からのリサイクリングが最初に増えていることを見出した。
2) 1)で得た放電を再度行い、放電の途中でリサイクリングが増加するタイミングで上側高温壁の通水により壁温の降下を行ったところ、放電時間が伸長した。しかしながら赤道面近傍のリサイクリングの増加が起こり、1)と同様の過程を経て放電停止に至った。この結果、放電途中の壁温降下によりリサイクリングが低下し、結果として放電時間の伸長が実現できることを示した。この結果は、IAEA主催の核融合エネルギー会議(2020年10月フランス ニースにて開催予定で報告すべく国内審査を通過し、現在国際審査を受けている。
3)高温壁の最終目的である壁温400℃以上でのプラズマ放電を実施すべく、実験を実施した。真空窓等への赤外線による加熱と熱応力による破損を防ぐために、ほとんどのポートを薄い金属板で内壁から封止して運転を行った。壁温加熱を450℃まで3日間かけて上昇させ、10秒t程度の短時間のプラズマ放電を行い、高周波によるプラズマ着火と閉磁気面形成を確認した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Effect of carbon impurity reduction on hydrogen isotope retention in QUEST high temperature wall2019

    • Author(s)
      Oya Yasuhisa、Sano Atsuko、Sato Yurina、Nakata Moeko、Zhou Qilai、Togari Akihiro、Yoshida Naoaki、Hanada Kazuaki
    • Journal Title

      Fusion Engineering and Design

      Volume: 146 Pages: 1480~1484

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2019.02.110

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Estimation of fuel particle balance in steady state operation with hydrogen barrier model2019

    • Author(s)
      Hanada K.、Yoshida N.、Takagi I.、Hirata T.、Hatayama A.、Okamoto K.、Oya Y.、Shikama T.、Wang Z.、Long H.、Huang C.、Oya M.、Idei H.、Nagashima Y.、Onchi T.、Hasegawa M.、Nakamura K.、Zushi H.、Kuroda K.、Kawasaki S.、Higashijima A.、Nagata T.、Shimabukuro S.、at.al.
    • Journal Title

      Nuclear Materials and Energy

      Volume: 19 Pages: 544~549

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.nme.2019.03.015

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] HFS Injection of X-Mode for EBW Conversion in QUEST2019

    • Author(s)
      ELSERAFY Hatem、HANADA Kazuaki、KURODA Kengoh、IDEI Hiroshi、YONEDA Ryota、HUANG Canbin、KOJIMA Shinichiro、HASEGAWA Makoto、NAGASHIMA Yoshihiko、ONCHI Takumi、IKEZOE Ryuya、HIGASHIJIMA Aki、NAGATA Takahiro、KAWASAKI Shoji、SHIMABUKURO Shun、BERTELLI Nicola、ONO Masayuki
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 14 Pages: 1205038~1205038

    • DOI

      https://doi.org/10.1585/pfr.14.1205038

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Particle balance investigation with the combination of the hydrogen barrier model and rate equations of hydrogen state in long duration discharges on an all-metal plasma facing wall in QUEST2019

    • Author(s)
      Hanada K.、Yoshida N.、Hasegawa M.、Hatayama A.、Okamoto K.、Takagi I.、Hirata T.、Oya Y.、Miyamoto M.、Oya M.、Shikama T.、Kuzmin A.、Wang Z.X.、Long H.、Idei H.、Nagashima Y.、Nakamura K.、Watanabe O.、Onchi T.、Watanabe H.、Tokunaga K.、Higashijima A.、Kawasaki S.、Nagata T.、Shimabukuro S.、Takase Y.、et.al.
    • Journal Title

      Nuclear Fusion

      Volume: 59 Pages: 076007~076007

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1741-4326/ab1858

  • [Presentation] Plan for contribution of plasma start-up from Japanese STs2019

    • Author(s)
      花田和明
    • Organizer
      ITPA Integrated Operation Scenarios Topical Group Meeting
  • [Presentation] Branching of heated electron energy during plasma current start-up using 2nd harmonics ECCD on QUEST2019

    • Author(s)
      Shinichiro Kojima,Kazuaki Hanada,Hiroshi Idei,Takumi Onchi,Ryuya Ikezoe,Yoshihiko Nagashima,Makoto Hasegawa,Kengoh Kuroda,Kazuo Nakamura,Hatem Elserafy,Masaharu Fukuyama,Taiichi Shikama,Nao Yoneda,Sadayoshi Murakami,Ryota Yoneda,Tsuyoshi Kariya,Akira Ejiri,Yuichi Takase,Masayuki Ono
    • Organizer
      61st Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • [Presentation] Overview of recent progress on the QUEST experiments2019

    • Author(s)
      Kazuaki Hanada, Hiroshi Idei, Yoshihiko Nagashima, Ryuya Ikezoe, Makoto Hasegawa, Takumi Onchi, Makoto Oya, Kengo Kuroda, Shoji Kawasaki, Aki Higashijima, Takahiro Nagata, Shun Shimabukuro, Shinichiro Kojima, Hatem O ELSerafy, Naoaki Yoshida, Kazuo Nakamura, Atsushi Fukuyama, at.al
    • Organizer
      20th International Spherical Torus Workshop (ISTW2019)
  • [Presentation] Comparison of parametric decay instability on Bernstein mode conversion between HFS and LFS injections in QUEST2019

    • Author(s)
      Shinichiro KOJIMA, Hatem ELSERAFY, Kazuaki HANADA, Hiroshi IDEI, Ryuya IKEZOE, Yoshihiko NAGASHIMA, Makoto HASEGAWA, Takumi ONCHI, Kengoh KURODA, Kazuo NAKAMURA, Masaharu FUKUYAMA, Ryota YONEDA, Masayuki ONO, Akira EJIRI, Yuichi TAKASE, Sadayoshi MURAKAMI
    • Organizer
      The 28th International Toki Conference on Plasma and Fusion Research
  • [Presentation] Fundamental research of liuid metal flowing in magnetic field2019

    • Author(s)
      Takumi Tsugiki, Kazusaki Hanada
    • Organizer
      CSS-EEST21
  • [Presentation] Probe measurement of electron temperature and density in high field side RF injection on QUEST2019

    • Author(s)
      Takahiro Murakami, Kazuaki Hanada
    • Organizer
      CSS-EEST21
  • [Presentation] QUESTにおける高速試料搬送装置での動的吸蔵量の計測2019

    • Author(s)
      岳其霖、花田和明、大宅諒、小島信一郎、松尾祥吾、出射浩、恩地拓己、黒田賢剛、吉田直亮
    • Organizer
      第36回プラズマ・核融合学会年会
  • [Presentation] QUESTにおける28GHz第二高調波電流立ち上げ時における電流駆動に作用する電子エネ ルギー分岐2019

    • Author(s)
      "小島信一郎,花田和明,出射浩,恩地拓己,池添竜也,永島芳彦,長谷川真,黒田賢剛,中村一男,ハテム エルセラフィ,福山雅治,江尻晶,四竃泰一, 米田奈生,米田亮太,假屋強,高瀬雄一,村上定義,ニコラ ベルテリィ,小野雅之"
    • Organizer
      第36回プラズマ・核融合学会年会
  • [Presentation] QUEST における高磁場側 RF 入射時の電子温度・密度のプローブ計測2019

    • Author(s)
      村上貴洋 ,花田和明,Hatem Elserafy,小島信一郎 ,恩地拓己,黒田賢剛 ,出射浩 ,福山雅治 ,彭翊 ,松崎亨平 ,大澤佑規 ,江尻晶
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部   第23回 支部大会
  • [Presentation] 液体金属の磁場中での流動の基礎研究2019

    • Author(s)
      次木匠 ,花田和明 ,胡 長洪 ,廣岡慶彦 ,嶋田道也 ,Hatem O ELSerafy,Jabir Al Salami, 大宅諒 ,川崎昌二
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部   第23回 支部大会
  • [Presentation] QUEST 球状トカマクプラズマの平衡解析に向けたポロイダルフラックス測定2019

    • Author(s)
      木谷彰宏 ,恩地拓己 ,花田和明 ,黒田賢剛 ,Hatem O ELSERAFY,池添竜也 ,工 藤倫大 ,長谷川真 ,中村一男 ,出射浩
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部   第23回 支部大会
  • [Presentation] Comparison between high field side X-mode and low field side O-mode injections for EBW conversion in QUEST2019

    • Author(s)
      Hatem Elserafy, Kazuaki Hanada, Hiroshi Idei, Makoto Hasegawa, Kengoh Kuroda, Takumi Onchi, Ryuya Ikezoe, Shinichiro Kojima, Ryota Yoneda, Miyu Yunoki, Masaharu Fukuyama, Nicola Bertelli and Masayuki Ono
    • Organizer
      US-JAPAN Workshop on RF Heating Physics
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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