| Project/Area Number |
20K03912
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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 Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
Moritaka Toseo 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (20554372)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | ヘリカル型核融合炉 / ジャイロ運動論シミュレーション / 磁気島 / 水素同位体プラズマ / 非構造格子 / プラズマ輸送解析 / ジャイロ運動論モデル / 核融合炉周辺プラズマ / 同位体効果 / ヘリカル核融合炉 / 周辺輸送解析 / 径電場 / プラズマ輸送 / エルゴディック領域 |
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| Outline of Research at the Start |
らせん状の大型コイルによって生成するトーラス状の磁力線によって燃焼プラズマを閉じ込めるヘリカル核融合炉は、核融合発電を実現するための有力な方法の一つである。ヘリカル核融合炉の周辺部分には、トーラス構造を持たない開いた磁力線が複雑に絡み合って存在しており、この領域での燃焼プラズマの振る舞いは明確にはなっていない。本研究では、プラズマのダイナミクスを詳細に調べるジャイロ運動論シミュレーションをヘリカル核融合炉周辺部分に適用し、トーラス状の磁力線から炉壁に至るまでのプラズマ輸送メカニズムを調べる。
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| Outline of Final Research Achievements |
The gyrokinetic simulation model plays a central role in precisely demonstrating fusion plasma dynamics in magnetic confinement systems. We have improved the gyrokinetic model to apply complicated magnetic field structures in the Large Helical Device and other confinement systems using additional magnetic field perturbations. The developed simulation code was employed to clarify the confinement properties of hydrogen isotope plasmas in the Large Helical Device and plasma transport around magnetic islands.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
らせん状のコイルで閉じ込め磁場を作るヘリカル方式は、日本で大きく発展したプラズマ閉じ込め方式である。核融合炉で想定される長時間運転が可能な点に優位性があるが、特に閉じ込め容器に近い部分の磁場構造が複雑になり、適用可能なシミュレーションモデルは現象論的な一部のものに限られている。本研究で開発した手法は、プラズマの振る舞いを精密に記述できるジャイロ運動論モデルを元に、複雑な構造を持つ磁場中の閉じ込めプラズマにも応用できるため、ヘリカル型核融合炉周辺領域をはじめ、これまで理論的なアプローチが限られていた領域の閉じ込めプラズマに対する物理的な理解に大きく貢献するものと期待される。
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