Fundamental study of atomic and molecular processes in detachment plasma in a DEMO divertor using a linear simulator

• Project/Area Number: 25K00985
• 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: Tokai University
• Principal Investigator: 利根川 昭 東海大学, 理学部, 特任教授 (90197905)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 夏目 祥揮 東海大学, 国際原子力研究所, 特任講師 (00998403)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2026: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000); Fiscal Year 2025: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
• Keywords: 核融合 / ダイバータ / 原子・分子過程 / シートプラズマ / 非接触プラズマ

Outline of Research at the Start

原型炉ダイバータでの熱負荷を低減させるには、非接触プラズマを制御する必要がある。そのため原型炉ダイバータプラズマに近い温度・密度条件を模擬し、ダイバータプラズマ内での分子性再結合(MAR)を考慮した原子・分子過程の解明が不可欠である。本研究では、直線型ダイバータ模擬装置(TPDsheet-ICR)でプラズマ密度～10^20ｍ^-3、イオン温度～20eVを実現し、その際の水素分子の振動温度を真空紫外分光器で、各種イオン密度をオメガトロン質量分析器で計測し、非接触プラズマでの原子・分子過程を解明する。またシミュレーション結果との比較検証により、原型炉ダイバータへのスケーリング手法を確立する。