| Project/Area Number |
19J20641
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
横山 達也 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 放射崩壊 / 高密度プラズマ / 大型ヘリカル装置（LHD） / データ駆動科学 / スパースモデリング / EMC3-EIRENE / ディスラプション / JT-60U / 核融合 / プラズマ / 全状態探索 |
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| Outline of Research at the Start |
核融合エネルギーの実現を目指した磁場閉じ込めプラズマの研究分野では，炉心となる高温プラズマを安定に定常維持することが基本的な課題である．しかし，炉心プラズマ中では様々な突発的崩壊現象が存在する．これらを解明・制御することは核融合プラズマ研究の最重要課題の1つである．
本研究では，ヘリカル方式のプラズマ中の突発的崩壊現象を対象とし，大型ヘリカル装置（LHD）のプラズマ実験データに基づいたデータ駆動型アプローチによって現象に潜在する物理機構を理解し，崩壊現象を予知することを目指す．また，トカマク方式のプラズマ中の突発的崩壊現象との比較を通して，現象の物理機構の普遍性を検証する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，ヘリカルプラズマの放射崩壊現象に着目し，機械学習による崩壊の発生予知及びスパースモデリングによる現象の特徴の抽出，およびそのプラズマ制御への応用を目指している．本年度は，大型ヘリカル装置（LHD）における放射崩壊現象の発生とその回避の際のプラズマの挙動に着目し，放射崩壊の背景物理について考察を深めた．
前年度までに，LHDにおけるプラズマ実験データに基づいて放射崩壊の発生可能性を定量化し，これを用いた実時間制御により放射崩壊を回避する実験を行った．本年度は，この実験時のプラズマの挙動について議論した．特に，放射崩壊の発生・回避中に径方向電場が作る流れと密度揺動信号に着目し，両者の間にフィードバックループ状の関係が見られることを示した．また，崩壊発生可能性の増大にはプラズマ周辺部の電子温度の低下が大きく影響することから，電子サイクロトロン共鳴加熱（ECH）の入射方向を調整することでより効果的に崩壊を回避できることを実験的に示した．
さらに，放射崩壊の発生過程を解明するため，崩壊可能性が上昇していく時間帯におけるプラズマ中の現象に着目し，周辺プラズマ輸送コードEMC3-EIRENEによるシミュレーションを用いて考察した．実際のプラズマの挙動とシミュレーション結果を比較・検討するために，計測データをシミュレーション上で再現する合成診断を作成した．比較の結果，崩壊へ向かう際に，シミュレーションでは再現できない非線形な現象が発生していることを指摘した．
これまでの成果をまとめ，1件の査読付き論文，1件の国内学会，2件の招待講演を含む4件の国際学会にて発表した．
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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