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燃焼プラズマで生じる損失アルファ粒子の検出器設計と開発

研究課題

研究課題/領域番号 18035014
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

西浦 正樹  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教 (60360616)

研究分担者 井戸 毅  核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教 (50332185)
長坂 琢也  核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 准教授 (40311203)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 15,600千円)
2007年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
2006年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
キーワード蛍光体 / 放射線 / シンチレータ / アルファ粒子 / 耐熱性 / プラズマ計測 / 中性子 / ガンマ線 / プロトン
研究概要

損夫アルファ粒子計測器は,シンチレータの発光位置を計測することで,磁力線に対するピッチ角とエネルギーを同時に得ることが可能である.シンチレータの発光像をリレーレンズとファイバー束を介してCCDカメラにより計測する.
H18年度は損失アルファ粒子計測器の各種シンチレータの評価を行った.その結果をもとに最も適している多結晶Ce:YAGセラミックシンチレータに関してH19年度は更に詳細な調査を行った.
1.原子炉JRR-3を用いた中性子とガンマ線照射による多結晶Ce:YAGセラミックシンチレータの発光量に対するデータを取得した.照射により発光量は元の50 60%に減少するが,アニールにより発光量が回復するという結果を得た.
2.国際熱核融合炉ITERにおいて考えられる高放射線照射量に対する知見を得るために原子炉BR-2を用いた照射実験を行った.
3.ITERで想定されているHeフラックス〜8×10^<16>m^<-2>s^<-1>に対し,発光量は良い直線性を示した.フルエンスに対しては二桁程度少ない値まで,照射を行い室温より300℃の方が発光の減少が少ないことが分かった.300℃はITERの第一壁の運転温度であり,好ましい結果を得た.
4.シンチレータの時間分解能を明らかにするために発光の減衰時間測定を行った.
5.燃焼プラズマ計測時にガンマ線によるバックグランドノイズの評価を行った.
6.ITERへの損失アルファ粒子検出器の設置に向けた検討を行った.
7.LHD損失イオンプローブに本プロジェクトで開発した多結晶Ce:YAGセラミックシンチレータを組み込んだ.高時間分解能に対応するため,データ収集系の改良も行った.LHD実験において損失高エネルギーイオンを計測し,ITER損失アルファ粒子検出器のための多結晶Ce:YAGセラミックシンチレータの有用性を実証することができた.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Effect of ion beam and neutron irradiations on the luminescence of poly crystalline Ce-doped Y_3Al_5O_<12> ceramics2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hirouchi
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials (掲載確定) 未定

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-of-flight analyzer system to detect reflected particles from a solid surface following low-energy particle injection2008

    • 著者名/発表者名
      H. Yamaoka
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 79

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特定領域科研費プロジェクトレビュー(損失アルファ計測)2007

    • 著者名/発表者名
      西浦 正樹
    • 雑誌名

      プラズマ核融合学会誌 83

      ページ: 967-971

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of fast ion losses induced by toroidal Alfven Eigenmodes2007

    • 著者名/発表者名
      M. Nishiura
    • 雑誌名

      Proceedings of 10th IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement systems

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of Scintillators for Lost Alpha Diagnostics on burning plasma experiments2006

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

      Review of Scientific Instruments 77

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 損失α粒子測定用YAG: Ceシンチレータのα線, γ線に対する応答関数測定2008

    • 著者名/発表者名
      佐藤義文
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fast ion behavior during TAE in LHD2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nishiura
    • 学会等名
      11th Meeting of ITPA MHD topical group
    • 発表場所
      那珂
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] LHDにおけるトロイダルアルヴェン固有モードに誘起された高エネルギーイオン損失2007

    • 著者名/発表者名
      西浦正樹
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      2007-11-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ITERにおける損失アルファ粒子計測のための軌道解析と中性子照射効果2007

    • 著者名/発表者名
      船木弾
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 損失アルファ粒子計測2007

    • 著者名/発表者名
      西浦正樹
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会
    • 発表場所
      姫路
    • 年月日
      2007-11-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 損失α粒子計測のための新型セラミックシンチレータ特性2007

    • 著者名/発表者名
      広内崇幸
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Observation of fast ion losses induced by toroidal Alfven Eigenmodes2007

    • 著者名/発表者名
      M. Nishiura
    • 学会等名
      10th IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement systems
    • 発表場所
      ドイツ
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Neutron and gamma ray irradiation to polycrystalline ceramics2007

    • 著者名/発表者名
      T. Hirouchi
    • 学会等名
      13th International Conference on Fusion Reactor Materials
    • 発表場所
      フランス
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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