2018 Fiscal Year Annual Research Report
Numerical simulation of radio-frequency wave-sheath interactions in tokamak plasmas
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16K18336
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河野 晴彦 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (70710846)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | シース / プラズマ波 / 高周波加熱 / トカマク型 / 磁場核融合 / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【平成30年度】
（磁力線が壁面と斜めの角度で交差する場合においても適用できるように）改良されたrfSOLコードを用いて得られた結果（平成29年度の「研究実績の概要」参照）をまとめた論文をPhys. Plasmasに投稿し、同ジャーナルに掲載された。また、プラズマ波の波数ベクトルの1成分に依存するシース・プラズマ波共鳴現象を詳細に調査し、それが生じる理論的根拠を明らかにして論文にまとめ、Phys. Plasmasに投稿した。この共鳴現象が生じる根拠の一つとして、シース電圧やシース内部の電力散逸の分布に非対称性を与える誘電率テンソルの成分が重要な役割を果たすことを示した。また、調査の際に、ある波数ベクトル成分においてシース電圧の最大値がアンテナ電流密度の大きさに対して不連続に変化するケースを発見したが、それが示唆する複数の解の存在を本スキームにより確かめることはできなかった。
【研究期間全体を通じて実施した研究の成果 】
本研究で目的とした「シース内の変位電流と併せてシース内のイオン・電子の運動により生じる電流を、一般化シース境界条件を適用する方法により考慮した、プラズマ波とRFシースの巨視的相互作用を計算する新たな有限要素スキームの開発」に成功し、従来の容量性シース境界条件を用いて得られる結果と比較して、特にシース・プラズマ波の発生条件に大きな違いが生じることを明らかにした。さらに、この（物理的により正しく）改良された計算コード（rfSOLコード）を用いることにより、シース内部の電力散逸を計算することが可能となり、また、100 V程度のシース電圧をより正確に求めることができるようになった。本研究で得られた結果と実験結果との比較は不十分であるため、今後の課題として引き続き取り組んでいきたい。
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Research Products
(3 results)
