2021 Fiscal Year Research-status Report
燃焼プラズマ研究に向けた高エネルギー粒子物理と熱化粒子物理の統合
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18K03587
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
西村 伸 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (60311205)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 磁場閉じ込め核融合 / 非対称トーラス配位 / 燃焼およびNBI加熱プラズマ / 高速イオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度に引き続き2021年度も
(1) 接線NBIにおける高速イオンの非両極性径方向輸送と、燃焼プラズマにおける核融合生成高速イオンの磁力線方向自発流を準軸対称ステラレータ配位を主対象としての検討。 欧州物理学会(EPS)プラズマ物理コンファレンス(オンライン開催)で、理論概要と過去に核融合研で設計された準軸対称装置CHS-qaを核融合炉のプラズマ体積と磁場強度にスケールアップしての核融合生成アルファ粒子の5次元数値シミュレーションに着手している状況を報告。
(2) 高速イオン減速過程に最適化したCoulomb対数の検討
(3) 随伴方程式法(2018年発表)に用いる固有関数の捕捉ピッチ角への拡張
の各理論的検討、数値計算例作成の作業を進めた。これに加えて2021年度は次の検討も始めた。
(4) 京大Heliotron-Jとの双方向共同研究で高速イオン速度分布計測手法であるFIDA(Fast ion D-alpha)を試みたところ荷電交換損失の影響を強く受けた速度分布が形成されている事が判っていた。このような環境下で高速イオン駆動効果の研究を如何に進めていくかを考えておく事は、日中共同で実験準備が進められている準軸対称装置CFQSの将来のNBI加熱実験のためにも考えておく必要がある。プラズマフローや非等方圧力のMHD平衡・安定性計算の目的に考える高速イオン速度分布の低次Legendreオーダーでは、荷電交換損失の有無はピッチ角空間構造は修正せずエネルギー空間構造の修正(低エネルギー領域の減衰)だけをもたらす事が示せる。FIDAをこの減衰率の計測として用いて高速イオン駆動諸効果の計算にその結果を取り入れる方法を考え、FIDASIM(バルマーアルファスペクトル計算手法)と実験の比較する準備を進めている。2022年のEPS会議(オンライン開催)に申し込み受理されており7月に発表予定。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
「実績の概要」の項目(1)の検討を準軸対称配位を主対象として行うという方針決定とそれに従ったシミュレーション着手が二年度目の後半であった事、当初計画申請時に想定していなかった約半年間近くのスーパーコンピュータ運用停止期間が三年度目に含まれている事から、遅れているとまず評価される事がある。2020-2021年度はそれ以前の通常年度より各国研究者との情報交換、学界動向調査の機会が減ってしまう年度となった事もこの評価の理由である。
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| Strategy for Future Research Activity |
「予算使用計画」に述べるように予算執行状況としては当初申請計画通りには全くなっておらず、2022年度も前半はこの状況は変わらずオンライン開催の国際会議に参加する程度である。しかし本課題は磁場閉じ込め方式燃焼炉心に関する理論的検討であるから、2020-2021年度同様にこのような状態でも行える理論検討、計算作業、論文執筆から行っていくとともに、これらオンライン開催も含めた国内学会、国際会議への参加で各国研究者との情報交換や学界動向調査を行なっていく。
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| Causes of Carryover |
2020年度実施報告に記したように、2021年度までの助成期間延長を申請したもののその報告書執筆時点ではその後の予算執行の見通しができない状態であり、2022年度までの再延長が可能かどうかも判らなかったため、もし再延長が認められなければ予算返上するつもりであった。その後に学振インターネットサイトで2020年度まで延長した課題の2021年度までの再延長が認められていた事を知り、2021年度にも同様の通達が出されると予測し、EPS会議参加登録費とやむを得ない消耗品購入、パソコン更新費用を除いては2020年度支払い請求時点と著しく異なる目的に予算流用する事を避けて2022年度のために残しておく事とした。このために次年度使用額が発生した。今回再延長が認められた2022年度も、前半は「実績概要」にも述べたEPS会議のように各種国際会議はオンライン開催の物がまだ多くその参加登録費などしか出費が無いが、年度後半は従来通りの開催形態の会議が増えるので、その旅費・参加登録費に使用する予定である。
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