2020 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated numerical experiment of runaway electron mitigationi by massive impurity injection
| Project/Area Number |
17K14904
|
|---|
| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
|---|
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 逃走電子 / トカマク / ITER / ディスラプション / MHD / 輻射 / 粉砕 / シミュレーション |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である令和二年度はこれまで開発してきたシミュレーションの応用として2つの解析を行った。1つ目はITERで想定される水素とネオンの不完全電離プラズマにおける逃走電子発生に関する解析で、逃走電子の分布関数を大角度散乱や輻射、相対論的電子と不完全電離不純物の衝突の効果を考慮して追跡することで、大電流の逃走電子発生後には逃走電子による背景プラズマの加熱と不純物線輻射のバランスによって背景プラズマ温度が決定されることを明らかにした。2つ目はITERのディスラプション緩和のベースラインであるペレット粉砕入射によるディスラプション緩和・逃走電子発生回避に関する解析で、フルスペックのITER DT H-mode放電に加え、軽水素やヘリウムにを用いたPre-Fusion Power Operation (PFPO)期の放電でのディスラプション緩和を検討することで、PFPO期の放電ではターゲットプラズマの蓄積エネルギーが低くネオン混合ペレットでは十分な密度上昇が得られないため、水素単体ペレットの利用が有効であることを明らかにした。今回、共同研究者とともに本研究で開発したINDEXコードを用いて検討を進めた水素単体ペレットの利用はJETやDIII-Dなど各国のトカマク装置のディスラプション緩和実験での実証が開始されるなど本研究の成果は大きな波及効果を生んだ。最終年度での研究の総括として、本研究で開発した逃走電子流体モデルに基づく非線形MHDコードEXTREMeに関し、基礎方程式、利用法、等を整理したドキュメントを整備した。
|
