核融合炉心プラズマへの燃料補給のためのコンパクトトーラス・プラズマ入射の数値解析

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06750278
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 雨宮 尚之 横浜国立大学, 工学研究科, 助教授 (10222697)
• Keywords: MHD方程式 / コンパクトトーラス・プラズマ / 核融合 / 燃料補給 / プラズマガン

Research Abstract

核融合炉心プラズマへの燃料補給を目的としたコンパクトトーラス・プラズマの射出過程のについて,3次元MHDシミュレーションにより解析を行った.コンパクトトーラス・プラズマ入射法は炉心プラズマの中心部到達に必要な高速が得られることから燃料補給法として有望視されている.以下に研究実績の概要をまとめる.
1.コンパクトトーラス入射・射出過程解析用3次元MHDコードの開発
外部放電電流を境界の磁束密度に置き換えて表現し,コンパクトトーラス入射・射出過程解析用の3次元MHDコードを開発した.
2.コンパクトトーラス・プラズマの生成過程のシミュレーション
磁化同軸プラズマガンにおけるコンパクトトーラス・プラズマ生成過程のシミュレーションを行った.ガン電極アスペクト比,放電電流の波形の影響等について検討を行った.
3.コンパクトトーラス・プラズマの加速・入射過程のシミュレーション
生成されたコンパクトトーラス・プラズマを炉心プラズマ中心部まで入射するために必要な加速過程のシミュレーションを行った.電流シート加速方式では,シート電流が大きいほど加速でき,コンパクトトーラス・プラズマのポロイダル電流と同程度の電流値まではコンパクトトーラスを壊すことなく加速できることがわかった.誘導加速方式についてはシミュレーション時の境界条件の表現法を検討する必要がある.中心電極は細い方が加速効率は高い.開空間への入射では,平衡がくずれプラズマは膨張すると考えられるが,その速度の検討が重要である.