Integrated study of the physics of high-energy and thermalized particles toward the burning plasma research

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K03587
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: Shin Nishimura 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (60311205)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 新古典理論 / 高エネルギー粒子 / ドリフト運動論的方程式 / Coulomb衝突

Outline of Final Research Achievements

For the thermalized particle physics in situations including fast ions due to the heating and/or the nuclear reactions, theoretical studies on the fast ions are conducted. Main themes was (1) a benchmark test of the eigenfunction method and the adjoint equation method for neutral-beam(NB)-produced fast ions, (2) a theory of non-ambipolar radial transport of NB-produced fast ions, (3) a theory of spontaneous parallel flows of fusion-born fast ions, (4) a theory of energy-dependent Coulomb logarithm for the test particle portion in the linearized Coulomb collision operator, and (5) theoretical and experimental studies on an application of FIDA as a measurement of the charge exchange loss of NB-produced fast ions.

Free Research Field

磁場閉じ込め核融合プラズマ理工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これ以前には高速イオン関係の理論検討やシミュレーション技法開発はもっぱら高速イオン自体の研究として行われており、一方熱化粒子の輸送理論や平衡理論は加熱や核融合反応で生じる高エネルギー粒子の存在を考慮せずに検討される事が多かった。本研究では熱化粒子の立場から見た高エネルギー粒子という観点で各種計算手法検討を行なっている点がユニークである。また検討された諸課題は特に今後の準対称配位実験(具体的には日中共同事業として準備が進められているCFQS)で重要になると考えられる物が多く、それに向けて実験技術上の課題も検討している。