2019 Fiscal Year Research-status Report
Integrated numerical experiment of runaway electron mitigationi by massive impurity injection
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17K14904
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
松山 顕之 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) (90581075)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 逃走電子 / トカマク / ディスラプション / MHD / 溶発 / 粉砕 / 輻射 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大電流トカマクのディスラプションで観測される逃走電子の発生に関し、電子分布関数のモンテカルロ計算を核とする統合シミュレーションを構築し、ITERにおける逃走電子発生量の予測および緩和手法の最適化に資する研究のうち、令和元年度は開発してきた非線形MHDコードについてITERの条件に近づけるためD型プラズマ形状を記述するためのメトリックを導入するコード開発を行うとともにモンテカルロコードとのハイブリッド計算を実現するための並列計算コードの整備を行った。これと並行し、ITERのディスラプション緩和のベースラインとして採用されるペレット粉砕入射法の研究に着手し、粒子のデポジションを解析するための統合輸送シミュレーションコードINDEXを新たに開発した。開発したコードでは固体ペレットの粉砕で生ずる固体小片のサイズ分布を統計モデルで表現し、小片の運動方程式と溶発に伴うサイズ変化を微分方程式で表現することで炉心プラズマへの吸収量を定量化する。初期解析により重水素とネオンを混合せず、重水素を先行して入射して電子密度を最大限上昇させたのち、ネオンを投入して線輻射を増加させることが逃走電子回避に有効であることを見出すなど、本研究の目的である逃走電子緩和の最適化に向けた研究が進展した。また、研究成果公開の一環として逃走電子発生に関連した解説記事をプラズマ・核融合学会誌において執筆した。
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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
令和元年度は当初想定より時間を要したものの予定していたITER実形状のシミュレーションを実施するためのコード開発が進展した。これに加え、ペレット粉砕入射に関する理解が進み、逃走電子緩和手法の最適化に関する知見が得られるなど研究の目的達成と総括に向けた展望が拓けつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度はこれまでに得られた逃走電子発生に関する物理的知見と開発してきた非線形MHDコード、モンテカルロコード、輸送シミュレーションコードを応用したITERのディスラプション緩和に関する数値解析結果を取りまとめ、IAEA核融合エネルギー会議等の国際学会及び学術雑誌への論文投稿を行う。
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| Causes of Carryover |
シミュレーションコード開発の作業が想定以上に時間を要し、成果発表のための海外渡航及びデータ解析に使用する物品購入を見送ったため残額が生じた。最終年度はIAEA核融合エネルギー会議等、国内外の学会を利用した成果発表に予算を利用するとともに本研究で開発したシミュレーションプログラム及び取得したシミュレーションデータを適切に管理・保存するための環境整備に予算を使用する。
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Research Products
(2 results)
