Study on formation of multi-magnetic islands by multiple coupling and selection rule for suppression control in fusion reactor

• Project/Area Number: 24K17034
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: 小島 信一郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂フュージョン科学技術研究所 先進プラズマ研究部, 研究員 (10909849)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2027: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: 核融合プラズマ / 磁気島 / プラズマ制御 / 電子サイクロトロン放射計測

Outline of Research at the Start

トカマクプラズマの崩壊の一要因に、プラズマが有限抵抗を有することで、複数の特異点上に磁気島(複数磁気島)が形成されることで生じる多重磁気面破壊がある。この複数磁気島の形成は、サイドバンドによる線形的な結合や磁気島同士の非線形結合の組み合わせにより生じ、それらの多重結合は物理的に未解明である。近年、ITERのシナリオでは三波結合による複数磁気島の形成がプラズマ崩壊の要因となることが報告され、多重結合の物理的理解と、複数磁気島の抑制制御がなされない限り、ITER及び核融合炉は実現できない。本研究では、複数磁気島が発生・消滅する際の多重結合を理解し、その複数磁気島抑制制御手法を検討・提案を行う。