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2017 年度 実績報告書

堆積層およびダストの循環的利用による新しいダイバータ板上の熱負荷の低減手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04619
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

庄司 主  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00280602)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
キーワードダスト / ダイバータ / 熱負荷低減 / 周辺プラズマ
研究実績の概要

平成29年度においては、当初の計画通り、主に試料駆動装置(10.5-L)の可動ロッド内部に布設するイメージファイバーを設計・製作した。また、当該研究計画に関連する研究成果を16th Internatiional Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices 2017(フランス・マルセイユ)等にて発表した。まず第1段階として、改良型イメージファイバーの設計作業を行った。可動ロッド内部に布設するために、ファイバーの細径化、先端部の短尺化、大気側フランジの小型化を図った。第2段階では、過去に大型ヘリカル装置(LHD)のLID(Local Island Diverter)ヘッドの監視に用いられていた真空対応の耐放射線イメージファイバーを分解する作業をおこなった。ファイバー先端部には長さ1000mm程度の長尺ロッドが取り付けられており、終端部には大型のICF304フランジが接続されていたため、そのままでは試料駆動装置の内部に収納不可能なのでこれらを撤去することとした。その後、第3段階として、ファイバーの健全性の確認(スクリーニング)をメーカー(三菱電線工業)にて行って頂いた。その結果、ファイバーには劣化がないことを確認した。第4段階として、このイメージファイバーを可動ロッド内部に布設する際に必要となる一部の真空部品を製作した。また、ファイバーの終端部に接続する高速カメラ用の架台および、耐放射線防護機器を製作した。今後は、このイメージファイバー用の残りの部材の製作および、これらの部材を組み合わせることによって完成させる予定である。来年度以降、これを可動ロッド内部に布設して、LHDのプラズマ放電中においてロッド先端部に設置された各種試料および、ダストホッパーを高速カメラによって観測する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の計画では平成29年度中に、試料駆動装置(10.5-L)の可動ロッド内部に布設するイメージファイバーの設計と製作を完了する予定であった。メーカー(三菱電線工業)とともに本イメージファイバーの詳細な設計を進めていく途中において、いくつかの特注部材の調達と製作に予想以上の時間と費用を要することが判明したために、当初の計画の一部を遅らせざるをえなくなった。そのため、平成29年度では、イメージファイバーの詳細設計を進めるとともに、LHDで過去に使用されていた耐放射線イメージファイバーの分解作業と、その健全性の確認作業(スクリーニング)および、一部周辺機器の製作と高速カメラ用の架台・耐放射線防護対策用機器等の製作を平成29年度中に先行して行うこととし、イメージファイバー本体の製作と組み立てと布設は平成30年度以降に実施することにした。

今後の研究の推進方策

平成30年度においては、主に試料駆動装置(10.5-L)の可動ロッド内部に布設するイメージファイバー用の各種部材(主に、大気側の差動排気ポート付きのフランジ部とロッド先端部)の製作を完了するとともに、本製品の全体組み立て作業を完了する計画である。同時に本製品の真空リーク試験と到達真空度を確認する予定である。また、もし可能であれば、試料駆動装置内部にイメージファイバーを布設して、LHDのプラズマ放電中において試料駆動装置の先端部に設置された各種試料の初期的な観測を高速カメラを使用して行いたいと考えている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Investigation of dust shielding effect of intrinsic ergodic magnetic field line structures in the peripheral plasma in the large helical device2018

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji, G. Kawamura, R. Smirnov, A. Pigarov, Y. Tanaka, S. Masuzaki, Y. Uesugi
    • 雑誌名

      Contributions to Plasma Physics

      巻: 印刷中 ページ: -

    • DOI

      10.1002/ctpp.201700125

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simulation of impurity transport in the peripheral plasma due to the emission of dust in long pulse discharges on the large helical device2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji, G. Kawamura, R. Smirnov, A. Pigarov, Y. Tanaka, S. Masuzaki, Y. Uesugi
    • 雑誌名

      Nuclear Materials and Energy

      巻: 12 ページ: 779-785

    • DOI

      10.1016/j.nme.2017.07.002

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 大型ヘリカル装置におけるタングステン閉ダイバータ配位での周辺プラズマ中の不純物輸送シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji, G. Kawamura, S. Masuzaki, T. Morisaki
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
  • [学会発表] Investigation of dust shielding effects by intrinsic ergodic magnetic field line structures in the peripheral plasma in the Large Helical Device2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji, G. Kawamura, R. Smirnov, A. Pigarov, Y. Tanaka, S. Masuzaki, Y. Uesugi
    • 学会等名
      16th International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation Analysis of Impurity Transport Induced by Dust Emission in the Ergodic Magnetic Field Line Structures in the LHD2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji, G. Kawamur, R. Smirnov, A. Pigarov, Y. Tanaka, S. Masuzaki, Y. Uesugi, and the LHD Experiment Group
    • 学会等名
      The A3 Foresight Program Workshop
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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