核融合炉環境における弾き出しおよび堆積現象の高精度かつ高速計算モデルの開発

• Project/Area Number: 24K00617
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 伊藤 篤史 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (10581051)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥16,120,000 (Direct Cost: ¥12,400,000、Indirect Cost: ¥3,720,000); Fiscal Year 2028: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2027: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2026: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2025: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: プラズマ－壁相互作用 / スパッタリング / 堆積 / 動的モンテカルロ法 / 分子シミュレーション

Outline of Research at the Start

ITERや核融合原型炉など高フラックスのプラズマ照射環境では、ダイバータの熱負荷に限らず、弾き出しと堆積現象も閉じ込めとトリチウム蓄積に関わる重要課題である。しかし現状では、弾き出しに関しては信頼性の低いレガシーなモデルが使われており、堆積現象に至っては決定的な計算手法が存在しない。この状況を打破する為、2つの現象に共通した理論的課題を、原子移動のエネルギー障壁モデル開発として捉えなおす。機械学習ポテンシャル開発を参考に原子の移動方向という追加の変数を加えることで、エネルギー障壁の高精度・高速予測を可能にする。それを用いて、実験と対比可能な弾き出し・堆積シミュレーションモデルを構築する。