2018 Fiscal Year Research-status Report
Research for ELM suppression in fusion reactors with metallic wall
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18K03593
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
相羽 信行 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, 上席研究員(定常) (20414584)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本多 充 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 先進プラズマ研究部, 主幹研究員(定常) (90455296)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 磁場閉じ込め核融合 / トカマクプラズマ / MHD安定性 / エッジローカライズモード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は，研究代表者が開発したプラズマ回転およびイオン反磁性ドリフト効果を考慮した拡張MHD安定性解析コードMINERVA-DIにおいて，イオン温度と電子温度が異なる影響を考慮するためのモデル拡張およびコード開発を行った．その後，同コードを用いて，米国DIII-D装置におけるELM抑制運転時のMHD安定性について数値解析を行った．これまでの理解では，同運転時にはプラズマ電流を主因として発生するMHDモード（ピーリングモード）が臨界安定状態にあり，これがプラズマ回転によって不安定化効果を受けることで周辺高調波振動（Edge Harmonic Oscillation: EHO）が発生しているとされていた．しかし，今回の解析結果では，確かにピーリングモードが臨界安定状態にはあるものの，回転およびイオン反磁性ドリフト効果を同時に考慮した場合には同モードは回転によってむしろ安定化効果を受けることを明らかにした．この結果を第35回プラズマ・核融合学会年会において発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画通り，MINERVA-DIコードの拡張を終えることが出来たのみならず，米国General Atomics社の共同研究者の協力を得て，2年目の研究計画として予定していた米国DIII-D装置のELM抑制運転時におけるMHD安定性解析に着手することが出来た．計画立案時には，従来の理解と同様にプラズマ回転によるピーリングモードの不安定化を確認できると想定していたが，解析結果は逆の傾向を示していることから，同モードの安定性に対する回転・イオン反磁性ドリフト効果などの影響を定性的に理解することの重要性を改めて確認できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度はピーリングモード安定性に対するプラズマ回転・イオン反磁性ドリフト効果などの影響についての定性的な傾向の理解を得ることに注力する．特に，イオン反磁性ドリフト効果を無視した場合には回転は同モードを不安定化するが，同効果を考慮した場合には逆に安定化に寄与する原因を明らかにする．この原因についての理解を基に，DIII-D装置におけるELM抑制運転時のMHD安定性解析を進め，同装置以外の実験装置・核融合炉におけるELM抑制運転の実現可能性を検討するための物理理解を深めることを目指す．
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| Causes of Carryover |
研究計画作成時に，平成30年度にモバイルワークステーションの購入を予定していたが，米国の共同研究者の都合により想定していたよりも早くに米国出張を行ったため，購入が間に合わずに令和元年度に持ち越した．
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