| Project/Area Number |
20K15212
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
三善 悠矢 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所研究所 ブランケット研究開発部, 主任研究員 (50758638)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | ブランケット / 磁性体 / ３次元平衡 / 磁性体壁 / 表面熱負荷 / 表面熱負荷解析 / 3次元平衡 / 原型炉 / 第一壁 / 熱負荷解析 |
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| Outline of Research at the Start |
初年度は磁性体壁による磁場揺らぎを踏まえた3次元平衡解析を実施し、周辺プラズマにおいて磁気面が定義出来るか否かの見極め、及び必要であればモデルの修正を実施する。また、コードのバリデーションのための実験データ収集を実施する。
次年度はコードのバリデーション、及びプラズマ平衡制御シミュレーションコードの組み込み準備を実施する。
最終年度はコードの統合、及びブランケット表面への熱負荷評価を実施する。既存の保守的評価と比較し、どの程度の設計裕度が見込まれるかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁性体第一壁の影響を加味した３次元平衡計算を行うべく、コード改良作業を行った。原型炉のような強磁場下では第一壁は磁化し、その影響によりプラズマ平衡が変化することが予想される。また、プラズマ平衡が変化すれば第一壁の磁化ベクトルも変化する。このようにプラズマ平衡と第一壁の磁化は相互に影響を及ぼし合う。前年度はこの相互作用の影響を評価するため、プラズマの作る磁場の計算、簡易な形状をした磁性体壁の作る磁場の計算、プラズマ平衡の計算を個別の計算コードを連携させ、矛盾が無くなるまで計算繰り返すという作業を行った。結果、磁性体の影響を考慮に入れない計算と比較してプラズマの表面位置が数センチオーダーで変化する可能性がみられた。この際、周辺プラズマの磁場配位も変化するため、周辺磁場に沿って第一壁に到達するプラズマ熱流束由来の第一壁熱負荷には多大な影響が出ることが予想される。そのため熱負荷解析コードとの連携を行い、磁性体壁が熱負荷に与える影響を評価する必要がある。今年度はより詳細な解析を行うため、解析のための一連のコード計算を自動で行えるように改造するとともに、簡易な壁形状だけでなく任意の磁性体壁形状の作る磁場計算を行えるよう計算コードを改造した。これらのコード改造の途中経過およびテストラン結果を国内学会にて発表し、コード改良および今後の解析に向けての有益な議論が実施できた。次段階として、熱負荷解析コードとのインターフェースの作成に着手した。また、磁性体による平衡の変化が設計の他の分野に対してどのように影響するのかについて専門家との議論に着手した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
所属部署の欠員対応のため研究課題を実施できない期間があった。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度の成果として、任意壁形状をインプットとして、磁性体の作る磁場と矛盾のない３次元プラズマ平衡を自動で解析できるようになった。作成したコードの結果を用い熱負荷評価を行い、磁性体か熱負荷に与える影響を評価する。
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