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核融合プラズマ中の不純物に働く熱力の数値モデリング

Research Project

Project/Area Number 13J04952
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plasma science
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

本間 裕貴  慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,030,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2014: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords核融合 / プラズマ / 不純物 / シミュレーション / 熱力 / 古典輸送 / 新古典輸送 / 温度遮蔽効果 / 核融合プラズマ / 不純物輸送 / 運動論的シミュレーションモデル / モンテカルロ二体衝突法 / 国際研究者交流 / フランス
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度の研究活動では以下の成果があがった。1、磁場に対して垂直方向に働く熱力の計算モデルを、不純物の運動論的輸送シミュレーションコードIMPGYROに実装した。核融合プラズマ内の不純物に働く、熱力による輸送効果を今まで以上に正確に計算できるようになった。2、上記熱力モデルを更に拡張し、不純物の新古典輸送シミュレーションが可能になった。新古典輸送は熱力に起因するため、これまで運動論的に正確に再現することが難しかった。これは予定していた以上の研究進展であった。
本研究成果はその重要性が認められ、核融合研究コミュニティを代表する国際会議であるIAEA 25th Fusion Energy Conference (2014/Oct./13-18, Saint Petersburg, Russia)に採択された。(採択に当たっては日本国内選考委員会による査読有り。)
本年度をもって本研究課題「核融合プラズマ中の不純物に働く熱力の数値モデリング」が計画通り達成された。核融合プラズマ中の不純物が熱力によって輸送されるメカニズムを系統的に明らかにし、熱力を運動論的に正確にシミュレートできる数値モデル開発に成功した。加えて、新古典輸送モデル開発という期待以上の進展が得られた。
核融合炉の設計及び、安定・安全な定常運転実現のためには、燃料プラズマのみならず炉内不純物の輸送制御手法開発が非常に重要である。不純物の存在は核融合プラズマ性能や装置壁寿命に大きく影響するからである。本研究の新しい熱力モデルはこうした不純物に関する研究開発に非常に有用であり、正確で信頼性の高い不純物輸送シミュレーション実現の基盤として役立てることが出来る。今後更に研究を継続・発展させ、核融合エネルギー実現に大きく貢献していきたい。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Effects of background plasma characteristics on tungsten impurity transport in the SOL/divertor region using IMPGYRO code2015

    • Author(s)
      S. Yamoto, Y. Homma, K. Hoshino, Y. Sawada, X. Bonnin, D. Coster, R. Schneider, A. Hatayama
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Materials

      Volume: 印刷中 Pages: 615-619

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2014.10.013

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Test Simulations of Temperature Screening Effect by using Kinetic Monte Carlo Model2014

    • Author(s)
      Yuki HOMMA, Akiyoshi HATAYAMA, Yu SAWADA, Shohei YAMOTO
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 9 Issue: 0 Pages: 1403095-1403095

    • DOI

      10.1585/pfr.9.1403095

    • NAID

      130005089493

    • ISSN
      1880-6821
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Numerical modeling of the thermal force for the kinetic test-ion transport simulation based on the Fokker-Planck collision operator2014

    • Author(s)
      Yuki Homma, Akiyoshi Hatayama
    • Journal Title

      Contributions to Plasma Physics

      Volume: (印刷中)

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Systematic Study of Tungsten Impurity Transport in Representative Regimes of Divertor Plasma2014

    • Author(s)
      S. Yamoto, K. Hoshino, M. Toma, Y. Homma, A. Hatayama, X. Bonnin, D. Coster, R. Schneider
    • Journal Title

      Contributions to Plasma Physics

      Volume: (印刷中)

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Kinetic modeling of neo-classical transport for high-Z impurities in fusion SOL/Divertor plasmas using Binary Collision Method (口頭発表)2015

    • Author(s)
      本間裕貴
    • Organizer
      平成26年核融合科学研究所  理論共同研究「不純物を含めた周辺・炉心プラズマ統合モデリング」研究作業会
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所 (岐阜県、土岐市)
    • Year and Date
      2015-02-24 – 2015-02-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Kinetic modeling of classical and neo-classical transport for high-Z impurities in fusion SOL/Divertor plasmas using binary collision method (口頭発表)2015

    • Author(s)
      本間裕貴
    • Organizer
      第20回NEXT研究会
    • Place of Presentation
      京都テルサ (京都府、京都市)
    • Year and Date
      2015-01-13 – 2015-01-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Kinetic Modeling of Classical and Neo-Classical Transport for High-Z Impurities in Fusion SOL/Divertor Plasmas using Binary Collision Method (口頭発表)2014

    • Author(s)
      本間裕貴
    • Organizer
      12th Burning Plasma Simulation Initiative (BPSI) Meeting
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫キャンパス 応用力学研究所 (福岡県、春日市)
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Neoclassical transport modeling of temperature screening effect and inward pinch of high-Z impurities in tokamak devices2014

    • Author(s)
      本間裕貴、矢本昌平、井上春如、畑山明聖
    • Organizer
      Plasma Conference 2014
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ (新潟県、新潟市)
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Kinetic Modeling of Classical and Neo-Classical Transport for High-Z Impurities in Fusion SOL/Divertor Plasmas Using Binary Collision Method2014

    • Author(s)
      Yuki HOMMA, Yu SAWADA, Shohei YAMOTO, Akiyoshi HATAYAMA
    • Organizer
      25th IAEA Fusion Energy Conference (IAEA CN-221)
    • Place of Presentation
      Park Inn by Radisson Pribaltiyskaya Hotel (Saint Petersburg, Russian Federation)
    • Year and Date
      2014-10-13 – 2014-10-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Numerical modeling of the thermal force for impurity transport in fusion plasmas2014

    • Author(s)
      Y. Homma
    • Organizer
      The 2^<nd> IFERC-CSC Review Meeting
    • Place of Presentation
      International Fusion Energy Research Center, 青森県六ヶ所村
    • Year and Date
      2014-03-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 核融合プラズマ中の不純物輸送に関する熱力の数値モデリング2014

    • Author(s)
      本間裕貴
    • Organizer
      平成25年度核融合科学研究所一般共同研究理論B「原型炉に向けた周辺・炉心プラズマ統合モデリングによるダイバータ熱・粒子制御研究」研究作業会
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所, 岐阜県土岐市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] モンテカルロ二体衝突モデルを用いた新しい熱力モデルによる核融合プラズマ中のテスト不純物粒子輸送シミュレーション2013

    • Author(s)
      本間裕貴、畑山明聖、澤田悠、矢本昌平
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会第30回年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス, 東京都
    • Year and Date
      2013-12-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 3つの特徴的なダイバータプラズマ温度領域でのタングステン不純物輸送の系統的評価2013

    • Author(s)
      矢本昌平, 星野一生, 本間裕貴, 畑山明聖
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 第30回年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス, 東京都
    • Year and Date
      2013-12-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Numerical modeling of the thermal force for the kinetic test-ion transport simulation based on the Fokker-Planck collision operator2013

    • Author(s)
      Y. Homma, A. Hatayama
    • Organizer
      14^<th> International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices
    • Place of Presentation
      Dom Polonii, クラコフ、ポーランド
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Systematic Study of Tungsten Impurity Transport in Three Characteristic Regimes of Divertor Plasma2013

    • Author(s)
      S. Yamoto, K. Hoshino, M. Toma, Y. Homma, A. Hatayama, X. Bonnin, D. Coster, R. Schneider
    • Organizer
      14^<th> International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices
    • Place of Presentation
      Dom Polonii, クラコフ、ポーランド
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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