| Project/Area Number |
21K13902
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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 14020:Nuclear fusion-related
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
小林 達哉 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (30733703)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | プラズマ乱流 / 乱流伝播 / 位相空間乱流 / トカマク / ヘリカル / ガスパフイメージング / 乱流フロント |
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| Outline of Research at the Start |
乱流フロント伝播の物理機構と、プラズマ乱流輸送に占める役割を実験的に明らかにするため、九州大学応用力学研究所のPLATO装置に、ガスパフイメージング(GPI)計測装置を導入する。PLATO装置には、GPI計測のため高速シートガスビーム噴射装置と、フィルタ受光系を新たに導入する。GPIによる乱流計測を行うことで、乱流が励起され、その場に留まったまま消滅するケースと、乱流フロントが半径方向に伝播されるケースを弁別する。これにより、局所理論が周辺乱流でどの程度成り立つかを示す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、トーラスプラズマにおいて乱流伝播機構を実験的に明らかにすることである。当初予定では、九州大学のPLATOトカマク装置に新規計測器を導入し、乱流の半径方向相関を計測するという手段での目的達成を目指していた。ところが、PLATOトカマク装置の立ち上げスケジュールが遅れ、計測対象のプラズマが生成不可であるため、今年度は主にデータ解析手法の開発をおこなった。揺動イメージングデータより、プラズマの速度場を推定する「Velocimetry」手法が広く用いられている。核融合研究で従来用いられている、Particle Image Velocimetry with Orthogonal Dynamic Programing (PIV-ODP)手法と、太陽観測で用いられているLocal Correlation Tracking (LCT)のアルゴリズム比較を行い、特に計測される乱流セルの大きさが比較的大きい場合に、後者でよい結果が得られることを示した[T. Kobayashi, et al., Plasma and Fusion Research, 18, 1402058 (2023)]。位相空間に分布するプラズマ揺らぎの解析法を開発した[T. Kobayashi et al., Physics of Plasmas 30, 052303 (2023)]。位相空間揺動の計測実験手法に関するオーバービュー論文を執筆した[T. Kobayashi, Plasma and Fusion Research 18, 2402059 (2023)]。米国ジェネラルアトミクスとの共同研究により、DIII-D装置における乱流伝播機構の物理研究に関するデータ解析を行なった[T. Kobayashi et al., Physics of Plasmas 30, 032301 (2023)]。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定であった九州大学PLATOトカマク装置への新規計測器の導入は、PLATOトカマク装置の立ち上げスケジュールにより行えなかったが、代わりにデータ解析や解析手法開発などで研究が進んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度となる令和6年度は、PLATO装置の運転状況に合わせて計測器設計・導入及びデータ解析・解析手法開発を進める。特に、近年重要視されている速度空間揺らぎ成分の計測に、トモグラフィ手法を用いる解析の高精度化を行う。空間トモグラフィで成果を上げている九州大学のグループとの共同で、アルゴリズム開発や誤差評価手法の検討などを行う。
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