2015 Fiscal Year Research-status Report
超高熱流環境下における非接触ダイバータプラズマ特性の解明とその制御に関する研究
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15K18312
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
星野 一生 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ヶ所核融合研究所, 研究職 (50513222)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 核融合プラズマ / トカマク / ダイバータ / 非接触ダイバータプラズマ / 統合ダイバータシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
数値シミュレーションによる非接触ダイバータプラズマシミュレーションの精度向上と、核融合炉における制御手法開発に向けて、今年度は統合ダイバータコードSONICの改良と、海外の実験及びシミュレーションコードとの比較を進めた。
１．コード改良においては、高い中性粒子密度で重要となる輻射再吸収効果について、局所輻射輸送モデルを開発し、SONICコードへ実装した。核融合原型炉プラズマを対象としたテスト計算では、輻射吸収に伴う電離促進により、電子密度の増加、電子温度の低下、中性粒子密度の減少が見られたが、ダイバータ板の極近傍では、逆に電子密度の減少が見られた。これは、少し上流における電子密度と中性粒子密度のバランス変化と電子温度低下に伴う再結合反応の促進が原因と考えられる。
２．装置間比較・コード間ベンチマークを目的に、イギリス・カラム研究所のトカマク装置JETを対象としたSONICシミュレーションに着手した。赤道面におけるイオン密度を変化させた解析を行ったところ、赤道面密度の増加に対して、ダイバータへ到達するイオン粒子束は増加したままであり、実験で観測されている非接触ダイバータの特徴であるイオン粒子束の減少は起こらなかった。この結果は、欧州のEDGE2D-EIRENEコードを用いて行われた結果とよく一致する。EDGE2D-EIRENEでは、中性粒子モデルの改良により、イオン粒子束の赤道面密度依存性が改善したとの報告もあり、次年度、プラズマ分布の詳細な比較に加え、原子分子過程の断面積データ等の中性粒子モデルについても検討を進める。
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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
コード開発、海外装置のシミュレーション等、計画通り進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度に引き続き、国内外装置の実験データとの比較、海外シミュレーションコードとのベンチマーク、シミュレーションコードの改善を進め、核融合炉における非接触ダイバータプラズマの予測評価とその制御手法の検討を進める。
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| Causes of Carryover |
実験データ取得、情報収集、専門家との議論のため海外研究所への訪問を予定していたが、先方との日程調整がつかず、訪問を次年度に延期したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
予定していた海外研究所を訪問すると共に、研究成果の発表や専門家との討論・情報交換のため、国際会議及び国内学会に参加する。
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[Presentation] Conceptual Design Study of the Divertor and Power Exhaust2015
Author(s)
N. Asakura, K. Hoshino, H. Utoh, Y. Someya, K. Ezato, S. Suzuki, S. Tokunaga, K. Shimizu, Y. Sakamoto, M. Nakamura, K. Tobita, Y. Ueda
Organizer
12th International Symposium of Fusion Nuclear Technology
Place of Presentation
Jeju Island (Korea)
Year and Date
2015-09-14 – 2015-09-18
Int'l Joint Research
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