3次元平衡を考慮した核融合炉における壁熱負荷の時間発展解析
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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 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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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 / 磁性体壁 / ３次元平衡 / 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 |
磁性体の作る磁場と整合の取れた３次元並行計算を実施した。外部コイルとプラズマの作る磁場(プラズマ平衡)により、プラズマ周辺の磁性体の作る磁場(磁性体磁場)が変わる。磁性体磁場の影響により、プラズマ平衡が変わる。これらの整合を取るため、誤差が収束するまで繰り返し計算を実施した。前年度までの成果により、３次元平衡コードVMECの導入、および簡易モデル(プラズマ電流を円環電流の集合として近似したもの。実際は凹凸があり正確な円環電流ではない。)によるプラズマの作る周辺磁場計算コードを作成した。今年度は外部専門家と協力し、詳細モデル（凹凸の影響も加味し、より厳密な計算を行うもの。）による周辺磁場計算コードの整備した。また磁性体磁場計算コードの整備を実施、導入を行なった。この際、既存の計算ソフトを購入予定であったが、計算モデルを工夫し、ベンチマークを適切に行えばコードを自作しても問題ないことに加え、より研究目的に特化したコードを作成できると判断したため、そのようにした。これらのコードを用い、３次元平衡計算の結果を元とした磁性体磁場計算、磁性体磁場計算の結果を元とした３次元平衡計算を誤差が収束するまで交互に繰り返した。結果として、磁性体磁場と整合のとれた３次元平衡を示すことができた。この結果により、磁性体の影響によりプラズマの表面位置が数cm変化する可能性が示された。この変化は、本研究課題の対象である壁熱負荷に大きな影響を与えることが予想される。この結果を国内学会で発表した
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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、磁性体壁の作る磁場と整合の取れた３次元平衡計算が可能となった。今年度は前年度の結果を壁熱負荷計算コードに使用するための計算コード整備を行い、磁性体壁が熱負荷に与える影響を明らかにする。
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Report
(3 results)
Research Products
(1 results)
