2016 Fiscal Year Research-status Report
周辺磁気流体不安定性の先進的制御と物理に関する実験的研究
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15K06659
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
松永 剛 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 先進プラズマ研究部, 上席研究員(定常) (10391260)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相羽 信行 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所核融合研究所 核融合炉システム研究開発部, 主幹研究員(定常) (20414584)
篠原 孝司 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 先進プラズマ研究部, 上席研究員(定常) (50354600)
浦野 創 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 先進プラズマ研究部, 上席研究員(定常) (70391258)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 核融合炉 / ダイバータ熱負荷 / 周辺プラズマ / 三次元磁場 / ストキャステック磁場領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合炉におけるダイバータへの熱負荷低減を目的に、完結的な熱負荷を発生する「周辺局在化モード(ELM)」の先進的制御手法の一つとして提案しているトロイダル磁場コイルを用いた共鳴磁場生成(トロイダル磁場変調)に関する前年度の研究成果について、国内学会・国際会議で発表するとともに、引き続き研究を継続した。特に、当該年度は原型炉への適用性を評価するため、原型炉設計のパラメータを用い、これまでに開発・整備した磁力線追跡コード、高速粒子軌道計算コード等を用いて、トロイダル磁場変調による三次元磁場が周辺磁場構造に与える影響、核融合生成α粒子の発生と閉じ込めに及ぼす影響について評価を行った。まず、トロイダル磁場変調のトロイダル周期数について、周辺磁場構造への影響の有無を確認し、最適なトロイダル周期数に合わせて、トロイダル磁場コイルの個数を選択する必要があることが分かった。また、アルファ粒子の閉じ込めについては、大きな影響は無く、周辺領域の磁場構造のみをストキャスティックにすることが可能であることが分かった。また、共鳴磁場を動的に変化し、熱負荷を受ける領域を時間的に移動する手法について、トロイダル磁場コイルと同形の数ターンのコイルを用いた手法を発案し、工学的成立性について評価を開始した。また、引き続き並行して、実験的に本手法を立証するために小型トカマク装置において、トロイダル磁場コイルを用いた三次元磁場印加実験を進めるための環境を整備した。
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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
当該年度の研究計画に沿って、初年度得られた成果の精査に加えて、高速イオン軌道への影響の定量的評価を行い、国内学会・国際会議等で発表を行った。また、引き続き外国装置において、高速イオンを用いたELM制御実験の実施を模索し調整を進めていたが、スケジュール等の関係で実験参加に至らなかったものの、トロイダル磁場コイルを用いた共鳴磁場生成による周辺磁場制御に注力し、原型炉への適用性の評価を実施するなど当初計画を拡張し進展した。また、当初計画を拡張して開始しているトロイダル磁場コイルを用いた共鳴磁場生成の立証実験を国内の小型トカマク装置を用いて実施するため、引き続き実験環境を整備するなど研究を進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画では、外国実験装置での実験参加をもとに研究の展開を計画していたが、さまざまな制約で実施が困難であることから、実施計画を再吟味し、本手法の概念的評価をこれまでの成果を元に発表するとともに論文投稿すること、また、原型炉設計への適用性として、物理的・工学的側面の評価を進展させる。さらに、準備を進めているトロイダル磁場コイルを用いた共鳴磁場生成の立証実験を国内の小型トカマク装置を用いて実施する。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた外国実験装置での実験参加が実施できなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際会議等の外国出張旅費として使用する。
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