| Project/Area Number |
22K14024
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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 |
浜地 志憲 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (60761070)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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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 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | プラズマー材料相互作用 / プラズマー液体金属相互作用 / 核融合炉ダイバータ / 核融合プラズマ材料相互作用 / 液体金属 / プラズマ対向機器 / 自由表面流 / 濡れ性改善 / 核融合 / プラズマ-液体金属相互作用 / プラズマ |
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| Outline of Research at the Start |
非炭素電源として期待される核融合発電ではプラズマの純度管理が重要であるが、求められる純度が非常に高いため、固体壁からの脱離不純物などによって容易に性能が劣化するため、液体金属壁は核融合発電実現のために大きな注目を集めている。本研究は、これまでに行われてきた滞留型の液体金属壁でなく、液体金属の"滝"を壁面に流すことで常時清浄な液体金属壁を維持する自由表面流液体金属壁の実現を想定し、プラズマ装置内部に液体金属自由表面流を形成する新装置を製作して、プラズマと液体金属の相互作用について調べる研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主眼であるプラズマと液体金属相互作用の研究を行うため、2022年度に開発した、ガス駆動型液体金属流動装置GaLFと同様のシステムを直線型プラズマ装置TPD-IIに適用した機構を設計・製作し、TPD-IIに統合した。結果として、幅40 mm程度の垂直に流れる液体金属（純スズ）の自由表面流にプラズマを照射することが可能となり、初期的なプラズマ照射実験を行った。初期的な実験では、通常固体金属（ステンレス）であるプラズマのターゲット部（プラズマの最下流）をスズの自由表面流にした場合でも、真空度などに大きな影響はなく、継続的なプラズマ実験が可能である目処が得られた。2024年度以降は、プラズマや照射後のスズからの脱離ガス計測を用いた研究を進める予定である。
また、2023年度は上述のGaLF装置やスズでの安定的な自由表面流を形成するために研究代表者が考案した、金属間化合物による濡れ性改善手法を含んだ論文を執筆し、現在査読中である。
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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
当初計画では2023年度から2024年度にかけて行う予定であった直線型プラズマ装置への液体金属流動装置の統合は、液体金属流動装置の設計・製作と、自由表面流形成手法の評価が予定よりもスムーズに経過したため、2023年度中にほぼ終了することができた。2024年dの、2025年度では整備された実験装置を用いた研究に集中することが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述の通り、本研究は順調に進行しているが、2024年度からは具体的なプラズマと液体スズの自由表面流の相互作用に関する実験研究を進める予定であり、2023年度までと比較して、プラズマ計測などの代表者の研究実績が不十分な部分が多い。代表者の所属する核融合科学研究所にはプラズマ計測等の専門研究者が多数所属するため、研究者間の議論・連携を深めて研究を遂行する予定である。
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