*

 核融合炉 核燃焼・中性子工学 / 原子炉応用 研究グループ

メンバー
学会発表
論文発表
受賞 
コンタクト
分野HOME
学科HOME
専攻HOME
工学府HOME
伊都キャンパス
九州大学HOME
卒業生の近況
LAST UPDATE: 2022.3.1

 研究概要

現在、下記3つのグループで研究を進めています。それぞれの内容には、密接に関連する現象・検討項目が多く存在します。それらについては、連携しながら検討を進めています。

 論文 核燃焼プラズマで観測された現象(核弾性散乱効果)の物理的解釈 (2022) (click)
 特集 先進燃料核融合プラズマ及びその核燃焼 [プラズマ・核融合学会誌] (2022) (click)
 論文 核弾性散乱による核融合反応(中性子発生)率の1桁以上の上昇を観測 (2021) (click)


6LiFペレット入射直後の重水素プラズマの発光〜6Li-d反応によるガンマ線計測実験〜(NIFS LHD)
 (3.89 and 3.92 s after plasma discharge,pellet injection 3.8 s)

 Project HTTRを用いた核融合炉燃料(T)の製造 実証試験へ向けて (2021)
 (click)
 論文 高速イオンの減速過程に対する核弾性散乱効果を観測(核融合科学研究所LHD実験) (click)
 シンポジウム ( 原型炉へ向けたトリチウム確保戦略 ) プラズマ・核融合学会 (click)
 講座 ( 核融合トリチウム研究最前線 トリチウムの調達方法 ) 日本原子力学会誌 (click)
 解説 ( 核融合炉のための高温ガス炉を用いたトリチウムの製造法 ) プラ核学会誌 (click)
 特集 ( 核燃焼プラズマにおける核弾性散乱とその炉心特性への影響〜はじめに〜) (click)



ノックオンテイル観測実験の風景 (核融合科学研究所LHD制御室)

 梅崎大介君がThe 31st International Toki Conference on Plasma and Fusion Research (ITC31)にて,Best Student Presentation Awardを受賞しました。“Observation of knock-on tail formation in deuteron velocity distribution function by ICRF-heated energetic protons in the large helical device”(2022.11) (click)

 梅崎大介君が物理学会学生優秀賞を受賞しました。「ダイバータプラズマにおける大角度散乱を利用した粒子輸送制御」by 梅崎大介, 松浦秀明, 日本物理学会第77回年次大会(2022.3) (click)

 古賀友希君が「JST 次世代研究者挑戦的研究プログラム」(2021.12)に採択されました

 梅崎大介君が「JST 次世代研究者挑戦的研究プログラム」(2021.10) に採択されました

(1) 核融合炉 「炉心核反応物理」 研究グループ

核融合炉の炉心では、高いエネルギーを持った粒子が様々な運動方向を持って連続的に生成されます。外部加熱によっても高エネルギーイオンが出現します。原子核反応の起こり易さや、衝突を介した粒子間のエネルギー輸送は、粒子間の相対速度に強く依存するため、実験で観測される現象を理解したり、核燃焼を最適な状態で維持するためには、様々な条件下で、どの様なエネルギーと運動量を持った粒子が、どの程度の割合で体系内のどの位置に存在するのかを正確に把握することが重要となります。 エネルギーや運動方向、空間分布が変わると、反応の起こり易さや、反応で生じるイオン・中性子の放出方向・エネルギー分布にも影響が及びます。これらは、核融合炉の成立性、核燃焼特性、計測・運転制御のみならず、炉壁・機器の保守、安全性、経済性の観点からも重要です。本グループでは、炉心の核反応過程、高エネルギー粒子が引き起こす核反応に関わる現象に注目して研究を行っています。

[一部は、核融合科学研究所との共同研究として実施しています。]

[ 担当学生: 博士1名、修士1名、4年生1名、最近の発表 (click here)  ]

K. Kimura, H. Matsuura, C. Itoh, Diagnostics Method for 2-D Velocity Distribution Function of Beam Deuterons Using Visible Light of Energetic 3He in Deuterium Plasmas, IEEE Trans. Plasma Sci. 49 (2021) 3142. (click here)

K. Kimura,H. Matsuura,Y. Kawamoto,T. Oishi, M. Goto, K. Ogawa,T. Nishitani,M. Isobe,and M. Osakabe, Fast deuteron diagnostics using visible light spectra of 3He produced by deuteron-deuteron reaction in deuterium plasmas,
Review of Scientific Instruments 92 (2021) 053524.
 (click here)

D. Umezaki, H. Matsuura, Effect of Large-Angle Scattering between Ions and Neutral Particles on the Density Profile at the Divertor Plate, Plasma Fusion Research 16 (2021) 2403021. (click here)

(2) 核融合炉 「光子・中性子工学」 研究グループ

DT核融合炉は、出力の8割を担う中性子を利用して、(a)炉心の状態を把握しながら運転をおこない、(b)中性子を用いて燃料を生産し、(c)中性子の運動エネルギーを回収して発電する、言わば「中性子炉」と言ってもよいかもしれません。中性子は、炉心を覆うブランケット部だけではなく、プラズマが存在する真空容器内部にも存在します。核融合反応による中性子の放出スペクトル、ブランケットでの減速過程、さらには中性子の引き起こす核反応を正確に評価することは、核融合炉の成立に対して極めて重要です。 本グループでは、炉心プラズマ内で起こる様々な要因による中性子放出スペクトルのガウス分布からの歪みを考慮し、「プラズマ内の現象」と「ブランケット特性(中性子輸送・減速・核反応)」の相関に注目して研究を行っています。

[一部は、核融合科学研究所、ITER/BA核融合原型炉設計グループとの共同研究として実施しています。]

[ 担当学生: 博士1名、修士1名、最近の発表 (click here)  ]

 T. Urakawa, H. Matsuura, Estimation of Anisotropic Neutron Emission Spectrum Using Spatial Neutron Flux Profile Outside Vacuum Vessel, Plasma Fusion Research, 16 (2021) 2405064. (click here)

(3) 原子炉応用 研究グループ

産業として成立している原子核反応の連鎖的な反応体系は、核分裂炉のみです。長年に亘って培われてきた炉心物理・計算手法・技術等の貴重なノウハウは、核融合炉を含む、今後の核エネルギーシステムの開発にあたり重要な知見を提供します。本研究グループでは、核分裂炉の応用を想定した研究を行っています。具体的には、高温ガス炉を用いた

 (a) 核融合炉用 トリチウム製造法 の開発
 (b) 長寿命核分裂生成核種(LLFP)の 核変換・中間貯蔵

の研究を行っています。

[一部は、JAEA高温ガス炉水素・熱利用研究センター、ITER/BA核融合原型炉設計グループとの共同研究として実施しています。]

[ 担当学生: 修士3名、4年生1名、最近の発表 (click here)  ]

 Y. Koga, H. Matsuura, K. Katayama, T. Otsuka, M. Goto, S. Hamamoto, E. Ishitsuka, S. Nakagawa, K. Tobita, S. Konishi, R. Hiwatari, Y. Someya, Y. Sakamoto, Effect of Nuclear Heat Caused by the 6Li(n,α)T Reaction on Tritium Containment Performance of Tritium Production Module in High-Temperature Gas-Cooled Reactor for Fusion Reactors,
Nuclear Engineering Design (2021).
 (click here)