先進核融合プラズマにおける電子加熱の乱流輸送への影響
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19K03805
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
吉田 麻衣子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂研究所 先進プラズマ研究部, グループリーダー (20391261)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金 史良 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 先進プラズマ研究部, 研究員 (40846747)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | イオン系乱流 / 電子系乱流 / 高エネルギー粒子効果 / プラズマ制御 / 磁気シア / 電場シア / 電子加熱 / 先進核融合プラズマ / 乱流輸送 |
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| Outline of Research at the Start |
燃焼プラズマ条件に近い電子加熱割合(80%)が可能で、低波数から高波数揺動を検出できる揺動計測器群と高空間・時間分解能を有する分布計測器群を有し、先進プラズマ運転領域（高ベータ、弱・負磁気シア）を持つトカマク型実験装置を活用し、電子加熱時のイオン系乱流と電子系乱流の振る舞い、プラズマ輸送・分布の変化を詳細に調べる。スーパーコンピュータを用いて乱流輸送シミュレーションを行い、得られた実験データと比較することで、輸送物理の理解を行うと共に、電子加熱による粒子及びエネルギー閉じ込め劣化を緩和する運転領域を見つけ出す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
国際熱核融合実験炉（ITER）や原型炉における燃焼プラズマでは、核融合反応により生じたアルファ粒子による電子加熱が主体となる。本研究では、燃焼プラズマで課題となる電子加熱が支配的な領域でのプラズマ乱流輸送の解明、将来の装置でのプラズマ分布予測と運転シナリオ開発を目指し、プラズマ輸送を決めるイオン系乱流と電子系乱流の特性と相関を、実験と理論の両方のアプローチにより明らかにすることを目的としている。
令和5年度は、JT-60Uにおいて、正イオン中性粒子ビームに負イオン中性粒子ビームを重畳したときのエネルギー閉じ込めと熱輸送特性を調べた。負イオン中性粒子ビームにより加熱パワーを増加すると、エネルギー閉じ込めが改善し、局所的にも分布の硬直性が破れて、内部輸送障壁での熱輸送の改善（イオン温度勾配の増加）が見られた。高速イオンの効果から本結果をまとめ、The 30th Transport and Confinement Topical Group Meeting及び、JT-60SA実験チーム輸送と閉じ込めトピカルグループにて発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和5年度は、乱流輸送解析およびシミュレーションを実行する予定であったが、データ解析と計算器資源の不足から実行ができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度実施できなかった乱流シミュレーションを行い、実験とシミュレーションを比較することで、高エネルギーで且つ電子加熱時のイオン系乱流と電子系乱流の相関、乱流と輸送の相関を明らかにする。これらをまとめて科学雑誌に投稿する
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Report
(5 results)
Research Products
(23 results)
