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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

研究課題

研究課題/領域番号 16082202
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

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

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2004 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
73,000千円 (直接経費: 73,000千円)
2007年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
2006年度: 19,000千円 (直接経費: 19,000千円)
2005年度: 22,600千円 (直接経費: 22,600千円)
2004年度: 22,000千円 (直接経費: 22,000千円)
キーワード核融合炉 / 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
研究概要

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。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Fast response neutron emission monitor for fusion reactor using stilben scintillator and flash-ADC2007

    • 著者名/発表者名
      T. Itoga, T. Okuji, N. Nakhstine, M. Baba, M. Ishikawa, T. Nishitani
    • 雑誌名

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

    • NAID

      130007029197

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new fast response, γ-insensitive neutron detector based on the parallel plate avalanche counter2007

    • 著者名/発表者名
      M. Nakhostin, M. Baba, T. Itoga, T. Oishi, Y. Unno, S. Kamada, T. Okuji
    • 雑誌名

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

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise measurement of first Townsend coefficient, using parallel plate avalanche chamber2007

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Nakhostin, Mamoru Baba, Toshiro Itoga, Takuji Oishi, Tsutomu Ohtsuki
    • 雑誌名

      Nucl. Instrum. Methods in Physics Research Section A572

      ページ: 999-1003

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise measurement of the first Townsend coefficient using parallel-plate avalanche counter2007

    • 著者名/発表者名
      M.Nakhostin, M.Baba, T.Itoga, T.Oishi, T.Ohtsuki
    • 雑誌名

      Nuclear. Instrument and Methods A532

      ページ: 999-999

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fast collimated neutron flux measurement using stilbene scintillator and flashy analog-to-digital converter in JT-60U2006

    • 著者名/発表者名
      M.Ishikawa, T.Itoga, T.Okuji, M, Baba, T.Nishitani 他
    • 雑誌名

      Review of Science Instruments 77

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of Confinement Degradation of Energetic Ion due to Alfven Eigenmodes in weak shear plasma on JT-60U2006

    • 著者名/発表者名
      M.Ishikawa, T.Nishitani, A.Morioka, M.Sasao, C.Z.Cheng, N.N.Gorelenkov, G.J.Kramer, R.Nazikian, JT-60 team
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion 46

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a New Fusion Power Monitor based on Activation of Flowing Water2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Verzilov, T.Nishitani, K.Ochiai, C.Kutsukake, Y.Abe
    • 雑誌名

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

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of Confinement Degradation of Energetic Ion due to Alfven Eigenmodes in weak shear plasma on JT-60U2006

    • 著者名/発表者名
      M.Ishikawa, K.Shinohara, M.Takechi, Y.Kusama, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion (To be published)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Neutron Emission Profile Measurement and Fast Neutral Particle Flux Measurement for Transport Analysis of Energetic Ions on JT-60U2006

    • 著者名/発表者名
      M.Ishikawa, T.Nishitani, Y.Kusama, A.Morioka, M.Baba et al.
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research (To be published)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Design of Micro Fission Chambers for ITER Low Power Operations2005

    • 著者名/発表者名
      Takeo Nishitani, Michinori Yamauchi, Mikio Izumi, Yoshinori Kusama
    • 雑誌名

      JAERI-Tech 2005-047

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 14 MeV neutron irradiation test of the CVD diamond detector2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nishitani et al.
    • 雑誌名

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

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of the water activation system using Cerenkov light measurement2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nishitani et al.
    • 雑誌名

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

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] First measurement of time-resolved neutron yield on JT-60U using a micro fission chambe2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hayashi, T.Nishitani, M.Ishikawa
    • 雑誌名

      Rev.Sci.Instrum. 75

      ページ: 3575-3575

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Energetic Ion Transport induced by Alfven Eigenmodesby Negative-Ion-Based Neutral Beam in the JT-60U Weak Shear and Reversed Shear Plasmas2004

    • 著者名/発表者名
      M.Ishikawa et al.
    • 雑誌名

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

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Neutron Emission Profile Measurements on JT-60U2004

    • 著者名/発表者名
      M.Ishikawa et al.
    • 雑誌名

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

    • NAID

      110002163344

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An ultra fast, radiation-resistant fast neutron detector

    • 著者名/発表者名
      M.Nakhostin, M.Baba, T.Oishi, T.Itoga, M.Hagiwara
    • 雑誌名

      Radiation Protection & Dosimetry (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fast response neutron emission monitor for fusion reactor using stilbene scintillator and flash-ADC

    • 著者名/発表者名
      T.Itoga*, T.Okuji, M.Nakhostin, M.Baba, M.Ishikawa, T.Nishitani
    • 雑誌名

      Radiation Protection & Dosimetry (印刷中)

    • NAID

      130007029197

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A new fast response, γ-insensitive neutron beam monitor for advanced pulsed-neutron sources

    • 著者名/発表者名
      M.Nakhostin, M.Baba, T.Oishi, T.Itoga, Y.Unno, S.Kamata, T.Ohtsuki
    • 雑誌名

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

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      奥地俊夫、糸賀俊朗、大石卓司、馬場 護、篠原孝司、石川正男
    • 学会等名
      日本原子力学会平成20年春の大会F58
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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