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トカマクプラズマにおける燃料プラズマ-不純物ハイブリッド輸送コードの開発

Research Project

Project/Area Number 16J06169
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nuclear fusion studies
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

矢本 昌平  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords境界層プラズマ / タングステン / シミュレーション / 不純物 / トカマク / SOL / ELM
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,核融合発電実現に向けて,信頼性の高いプラズマ-不純物ハイブリッド輸送コードを開発することを目標に,以下の小目標を設定し,研究を行ってきた:1,SOLPS-ITER IMPGYRO統合コードの開発,およびさらなるモデル高度化,2,SOLPS-ITERによる不純物輸送結果とIMPGYROコードの計算結果の比較,3,タングステン壁による実験との比較による妥当性検討.本年度は,特に1について大きな進展があった.
まず,モデルの高度化においては,従来の不純物輸送コードでは影響が無視されてきた熱力の運動論的効果を私が開発を行っている不純物輸送コードIMPGYROに導入し,その効果が無視できないことを示した.また,ITER機構にて開発中のSOLPS-ITERコードの不純物輸送モデルについても,ロシア・サンクトペテルグブルグ大学のグループが中心となり,高度化が行われた.そこで,平成30年3月7-9日にわたり,ITER機構を訪問し,IMPGYROモデルとの違いや,両コード間での結果の比較等の議論を行い,さらなるITERとの不純物輸送に関する共同研究を進めていくことで同意を得た.
高度化したIMPGYROコードを用い,ITERの典型的な運転シナリオにおける不純物輸送の予測計算を行った.その結果,ダイバータが部分デタッチ状態の運転においては,タングステンの炉心への侵入は抑えられることがわかり,一方で,高リサイクリング状態の場合では,タングステンの炉心への侵入が確認された.本結果は,タングステン不純物輸送の観点からのITER運転に対する重要な指針を与えるものであり,学術誌(Nuclear Fusion)に投稿・掲載された.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Kinetic modeling of high-Z tungsten impurity transport in ITER plasmas using the IMPGYRO code in the trace impurity limit2017

    • Author(s)
      S.Yamoto,X.Bonnin, Y.Homma,H.Inoue, K.Hoshino,A.Hatayama, R.A.Pitts
    • Journal Title

      Nuclear Fusion

      Volume: 57 Issue: 11 Pages: 116051-116051

    • DOI

      10.1088/1741-4326/aa7fa6

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Numerical analysis of tungsten erosion and deposition processes under a DEMO divertor plasma and geometry2017

    • Author(s)
      Y.Homma ,K.Hoshino,S.Yamoto ,N.Asakura S.Tokunaga ,A.Hatayama,Y.Sakamoto,R.Hiwatari ,K.Tobita ,DEMO Joint Special Design Team for Fusion
    • Journal Title

      Nuclear Materials and Energy

      Volume: 12 Pages: 323-328

    • DOI

      10.1016/j.nme.2017.05.003

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kinetic modeling of impurity transport using the IMPGYRO code2016

    • Author(s)
      S. Yamoto, X. Bonnin, Y. Homma, H. Inoue, K. Hoshino, A. Hatayama, R. A. Pitts
    • Journal Title

      Proc. Of the 26th IAEA Fusion Energy Conference

      Volume: -

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] タングステン不純物輸送コードにおけるドリフトの効果の比較 -IMPGYRO コードと DIVIMP コードのベンチマーク -2016

    • Author(s)
      矢本昌平,Xavier Bonnin,畑山明聖,本間裕貴,星野一生,井上春如,Steve Lisgo,Richard Pitts
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会第33回年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-11-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] W transport simulations in divertor and SOL plasma using IMPGYRO and benchmark against DIVIMP2016

    • Author(s)
      S. Yamoto, X. Bonnin, Y. Homma, S. W. Lisgo, A. Hatayama, R. A. Pitts
    • Organizer
      The 23rd ITPA Divertor/SOL topical group meeting
    • Place of Presentation
      那珂核融合研究所(茨城県・那珂市)
    • Year and Date
      2016-10-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kinetic modeling of impurity transport using the IMPGYRO code2016

    • Author(s)
      S. Yamoto, X. Bonnin, Y. Homma, H. Inoue, K. Hoshino, A. Hatayama, R. A. Pitts
    • Organizer
      The 26th IAEA Fusion Energy Conference
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-10-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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