Exploitation of helical plasma experiments for quantitative study of fast tokamak shutdown scenario
| Project/Area Number |
21H01070
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University (2023)
National Institutes for Quantum Science and Technology (2021-2022) |
|---|
Principal Investigator |
松山 顕之 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (90581075)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 隆一 核融合科学研究所, 研究部, 教授 (10290917)
柴田 欣秀 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20633209)
高橋 宏幸 東北大学, 工学研究科, 講師 (30768982)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
|
|---|
| Keywords | 核融合プラズマ / ITER / ディスラプション / ペレット粉砕入射 / 溶発 / MHD |
|---|
| Outline of Research at the Start |
核燃焼トカマク放電に挑戦するITERでは予期しない不安定放電による装置へのダメージを抑制するため、極低温の水素とネオンの混合固体をガスで加速・粉砕し、入射する。世界各国で模擬実験が行われているが不安定放電中では固体とプラズマの相互作用を観測することが難しい。本研究ではLHD装置を活用し、世界で初めて、混合固体とプラズマの相互作用を不安定性のない「静かな」放電で観測することにより詳細な理論シミュレーションとの比較を実現する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
令和5年度は以下の課題を進めた。1)令和4年度に取得した1%の濃度のネオン混合固体の入射実験に関する解析を行い、ネオン混合割合が小さいほど、磁場交差方向のExBドリフト輸送の指標である溶発発光分布からのシフトが低減することを確認した。2)中心温度が6keVを超えるような高温ECHプラズマではペレットの侵入長が浅く、低次の有理面(LHDではq=1)を超えないためにペレット溶発に同期した磁気プローブ信号が極端に小さくなることを明らかにした。すなわち、磁気プローブ信号が受信する強い擾乱はプラズモイドが低次の有理面と干渉した時に発生すると示唆される。3) JT-60U及びJT-60SAを対象とする統合シミュレーションを進め、不純物量に応じてプラズマが中心領域まで熱的不安定性になるか否かによって電流減衰時の内部インダクタンス変化が顕著な影響を受けることを明らかにした。4)統合シミュレーションコードINDEXを用いて核融合原型炉JA-DEMOのシミュレーションを行い、ガンマ線のコンプトン散乱で生じた種電子が増幅し、総電流の1/2に達する大電流ビームが形成されることを示した。5) DIII-D, KSTAR, ASDEX-Uにおける粉砕ペレット入射のモデリングを進め、トムソン散乱計測や干渉計、電流減衰レートに関する比較検証を進めた。特にDIII-D装置の解析では水素単体の粉砕ペレット入射ではExBドリフト損失により粒子供給効率が10%程度にとどまることを初めて示した。6)LHDの第25サイクルの実験でマシンタイムを獲得し、新たな研究展開として外部共鳴摂動磁場を使った実験を行い、データを取得した。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(3 results)
Research Products
(31 results)
