Plasmas)ITERや将来の核融合炉では高速イオンのアルファ粒子がプラズマの維持に重要な役割を果たし、高速イオンが関連した物理現象の理解は重要である。本論文では、1999年の最初の「ITER物理基盤の進展」に関するレポート以降の高速イオンが絡む高温プラズマの物理現象についての理解の進展についてまとめた。高速イオンの物理機構を理解するための高速イオン源の進展,トロイダル磁場リップルによる高速イオン閉じ込めの理解の進展,高速イオンと背景プラズマ起因MHDの相互作用の理解の進展,高速イオン起因MHDの線形安定性の理解の進展,高速イオンと高速イオン起因MHDの相互作用と非線形発展の理解の進展,高速イオン起因MHDによる高速イオンの輸送の理解の進展について、実験計測,理論,数値計算で得られた成果をまとめている。Plasmas)JET/JT-60U比較実験の結果をMHD安定性の観点から説明できるかどうか試みた結果、実験結果を再現することはできなかった。そこで、リップル損失がHモード性能に与える影響について調べた結果、熱化イオンのリップル損失がHモードプラズマの性能に敏感に影響を与えることがわかった。軌道追跡計算の結果、拡散的な輸送は径方向に広範囲に渡るイオン熱拡散係数に影響を与えること、非拡散的な輸送は周辺部に局在していることがわかった。非拡散的な損失に対応するエネルギーのシンク項を導入したシミュレーションコードを用いて、ELM周波数の増加とペデスタル性能の劣化を再現することができた。n_TOF施設において1eVから440keVのエネルギー範囲で測定した。100keVから440keVの領域では平均値を与えた。Pbとの比較により、全領域でのバックグラウンドが精度よく決められた。=30keVにおけるMaxwell平均断面積を79(3)mbと決めた。これは従来の測定値と一致した。=5keVでのわれわれの値は約35%、以前の実験値を上回った。過程元素合成への影響について議論した。Pbの中性子捕獲断面積をパルスハイトウェイティング法で測定した。シンチレーション検出器を最適に配置し、散乱中性子バックグラウンドを無視できるところまで低減することに成功した。3keVから320keVまでの中性子エネルギー領域において、R-matrix解析により、16個の共鳴の共鳴パラメータを決定した。低いエネルギー領域では以前のデータとよく一致したが、45keV以上では相違が見られた。8%を占めることがわかった。n_TOF施設において、パルスハイトウェイティング法で測定した。検出器を最適配置して、中性子バックグラウンドを減らすことができた。崩壊による反応フローの元素合成循環過程を調べるうえで重要である。=5から8keVの間の熱エネルギー領域における捕獲反応率は現在元素計算に用いられている値より、約16%高いことがわかった。得られた断面積データは鉛ビスマス液体金属ターゲットを用いる加速器駆動核変換システムの核設計にも有用である。Thの中性子捕獲断面積を測定した。4keVから1MeVにおいて、4%より良い精度で平均捕獲断面積を導出した。IAEAによる独立な評価値は実験値とよく一致した。Thの中性子捕獲イールドを1eVから1MeVのエネルギー領域で測定した。4keVから1MeVの範囲で、4%より良い精度で平均捕獲断面積が得られた。IAEAによる独立して行った評価と実験値は一致した。Pbの中性子捕獲断面積を中性子飛行時間法により測定した。-wave共鳴を見いだした。Pbでは、以前の2つの測定には報告されていなかった多くの(97個)の共鳴を明らかにした。宇宙における鉛アイソトープの元素合成に関する新たな知見が得られた。Laの中性子捕獲断面積を0.6eVから9keVのエネルギー領域で求めた。R-matrix法を用いて共鳴パラメータを求め、平均準位間隔を導いた。Laの存在比を求めることができた。(n_TOF)が稼働している。ここでの中性子ビームの特徴、特に高い瞬間強度,広いエネルギー範囲と低バックグラウンドを活かして、天体核物理や基礎物理研究のみならず革新的原子力システム開発分野における中性子反応測定のユニークな実験施設を提供した。この新施設の建設に至った科学的動機について紹介する。Plasmas)新古典テアリングモード(NTM)は、トカマクプラズマにおいてプラズマ圧力を制限し、閉じ込めを劣化させるものとして知られている。NTM成長における鍵となる役割は、プラズマ流,温度,密度であり、熱伝導や粒子拡散や粘性による磁場に垂直方向と水平方向の輸送によって決まる。この発表は、垂直異常熱輸送とイオンの粘性効果のNTMへの影響を理論的に調べた。データは核変換システムの核設計,安全性と性能評価のために必要である。Am核種の中性子捕獲断面積は核廃棄物の核変換処理方針の策定と最適化のために重要である。2004年のn_TOF実験において新しい実験手法を用いて得られたこれらの高精度核データについて報告する。Np核分裂断面積測定を行った。高速イオンチェンバーを核分裂生成核種の検出に用いた。全実験誤差はほぼ3%であった。5eVから1MeVの中性子エネルギーでの実験解析は、ENDF/B-VI評価値からの系統的なずれを示した。2keVの領域の分離共鳴ではファクター3に達し、以前の測定と一致することがわかった。閾値近傍においては6-7%の同様の不一致が見られた。Npの核データの再評価が必要であるとの結論を得た。2004/11http://www-naweb.iaea.org/napc/physics/fec/fec2004/datasets/TH_P4-43.html新古典テアリングモードの発生条件に対する異常垂直熱輸送と異常垂直粘性の影響を理論的に調べる。摂動温度分布における磁気島横断熱伝導と拮抗するいろいろな平行輸送機構を考慮する。輸送閾値モデルにおいて、有限の垂直熱輸送のために弱くなったブートストラップ駆動と同程度に、磁気曲率効果は重要である。Plasmas)負磁気シアプラズマにおけるアルフェン固有モードを有限ラーマー半径効果を考慮して理論的に検討した。正磁気シアプラズマの運動論的アルフェン固有モードと類似して、負磁気シアプラズマにおいても、運動論的固有モードのブランチがあることが予測できた。Eigenmodes(KRSAEs)と呼ぶ。パーセンタイル:86.96(Mechanics)真空容器の外側に設置されたフィードバックシステムによる新古典テアリングモードの制御効果を解析的に明らかにした。磁気島列に対する外部制御パラメータは、ステップ状の平衡電流分布に対して求められた。適切なパラメータの設定により、磁気島幅と回転の応答を説明できた。このフィードバックシステムは磁気島の回転制御をもたらし、特にNTMの分極電流効果の安定化に重要であることを示した。Plasmas)トカマクにおけるアルフェンカスケード問題における熱プラズマの局所的密度勾配の効果を理論的に解析した。アルフェンカスケードモードは、円柱モデルを理論的に示し、Breizmanらによって示されたトロイダルMHD効果より大きいことを明らかにした。このため、イオンの軌道幅より密度勾配の局所性が十分小さい場合は、熱プラズマ密度勾配の役割が支配的である。Plasmas)高ポロイダルモード数でイオンラーマ半径より小さい幅の磁気島(微視的磁気島)を解析的に研究した。微視的磁気島は二つの形状関数により表せる。一つは電場と摂動プラズマ密度を表し、もう一つは摂動電子温度を表す。微視的磁気島の回転周波数に関する問題点について議論した。2004/00http://www-naweb.iaea.org/napc/physics/fec/fec2004/datasets/TH_P5-10.html反転磁気シアを持つトカマクにおけるアルヴェン固有モードのモード構造ついて、理論的に知られている全体的モード,運動論モード及びトロイダルアルヴェンモードの効果を取り入れて、理論的に調べる。熱化イオンの密度勾配がモード形成に及ぼす効果を調べる。固有モード方程式が局所解を持つための高速イオン密度と密度勾配の条件は、この効果により緩和される。有限ラーマ半径効果,連続減衰効果、及び高速イオンの密度勾配効果についても調べる。Multidisciplinary)トカマク中の磁気島の回転に対する平行方向粘性の効果を調べた。プラトー領域及びバナナ領域の結果を引き継ぎ、Pfirsch-Schulter領域を考える。平行方向粘性が垂直方向粘性より大きいと仮定し、高速ドリフト磁気島を調べた。この場合、静電ポテンシャル分布はRutherford型であり、磁気島の回転周波数は円柱プラズマの非定常的分布依存と異なり、平行方向粘性の体積積分に依存することがわかった。