| Project/Area Number |
19H01879
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
洲鎌 英雄 核融合科学研究所, 研究部, 教授 (80202125)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松岡 清吉 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (10609986)
沼波 政倫 核融合科学研究所, 研究部, 教授 (40397203)
仲田 資季 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (40709440)
登田 慎一郎 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (60332186)
佐竹 真介 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (70390630)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 核融合プラズマ / 乱流輸送 / 運動論的シミュレーション / 磁場閉じ込め核融合プラズマ / 乱流輸送シミュレーション / 新古典輸送シミュレーション / 新古典輸送 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、核融合プラズマ性能の向上に適した磁場配位、プラズマ密度・温度や電場分布等の条件を明らかにするため、荷電粒子の位相(位置・速度)空間上の分布関数を扱うプラズマ運動論に基づいて、磁場閉じ込めプラズマにおける粒子・熱エネルギー・運動量の輸送現象の物理機構解明とその定量的予測を行うことができる高精度の理論モデルとシミュレーションコードの構築および改良を進める。
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| Outline of Annual Research Achievements |
[ジャイロ運動論的電磁乱流における局所運動量バランス方程式の導出] ジャイロ運動論的プラズマ電磁乱流の支配方程式を与えるラグランジアンの、任意の空間 座標変換に対する不変性から、 系の局所的な運動量バランス方程式が導出を行った[H. Sugama, Phys. Plasmas 31, 042303 (2024)]。導出された運動量バランスには、衝突や外部ソースの効果も含まれる。衝突および乱流による運動量輸送を表す対称圧力テンソルが、計量テンソルに対するラグランジアンの汎函数微分によって導かれ、トロイダル磁場の軸対称性や準軸対称性と局所運動量バランス方程式の保存形との関係が明らかにされた。また、WKB表現を用いて、微視的乱流による運動量輸送を記述する圧力テンソルを詳細に表現し、軸対称系に対して過去の研究で導出されたトロイダル運動量輸送を再現することを確認した。本研究で得られた局所運動量バランス方程式と圧力テンソルは、ジャイロ運動論的シミュレーションによる運動量輸送の定量的評価や精度検証に活用できる。
[ITG乱流における電子・イオン間のエネルギー交換のジャイロ運動論的シミュレーションによる定量的評価] ジャイロ運動論的シミュレーションにより、トカマクプラズマにおけるITG乱流による電子・イオン間のエネルギー交換の定量的評価を行い、ITG乱流によって、低温のイオンから高温の電子へエネルギーが移されることを示した。
[ランダウ減衰過程における位相空間分布関数の解析] Contour Dynamicsとばれる手法を用いたシミュレーションにより、プラズマ振動のランダウ減衰過程における電場の時間変化と位相空間上の分布関数の構造を解析し、線形解析解との比較を行い、良い一致を確認した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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