2023 Fiscal Year Annual Research Report
非接触核融合プラズマモデリングを目指した周辺プラズマ・中性粒子輸送コード開発
Project/Area Number |
19K03802
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Research Institution | National Institute for Fusion Science |
Principal Investigator |
河村 学思 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (70509520)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 宏彦 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (60609981)
大島 慎介 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (00469610)
澤田 圭司 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (40262688)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | 非接触プラズマ / 輸送モデリング / ダイバータ / 磁場閉じ込め核融合 |
Outline of Annual Research Achievements |
前年度に行ったNAGDIS-II装置(名古屋大学)の重水素非接触プラズマ研究を発展させるため,期間を一年延長して重水素非接触プラズマの数値モデリング研究を実施した.プラズマ中でイオンが電子を捕獲して中性原子に戻る体積再結合過程が組み込まれたEMC3-EIRENEコード(Wisconsin大学およびマックスプランクプラズマ物理研究所開発)を用い,同装置の三次元数値輸送計算を行った.イオンが直接電子を捕獲するEIR過程と分子が介在するMAR過程それぞれの反応量の空間分布を調べ,電子温度が2eV程度と比較的高い上流部でMARが,1eVを下回るターゲット前面でEIRが多いこと,そして比較的高密度なプラズマでは主にEIRによってイオン粒子束が低減され,非接触領域が形成されることを示した.実験に類似するガス制御を行い,高ガス圧ほど非接触遷移領域が上流に移動し,非接触領域が広がる結果が得られ,実験を定性的に再現することに成功した.また,学生教育を含めた共同研究を広く行い,Heliotron J装置(京都大学)のダイバータプラズマにおける磁力線構造と不純物輸送の研究,CFQS装置(西南交通大学・核融合研)における熱負荷分布制御を目指したダイバータ板形状の設計手法研究を実施した. 本課題の研究期間全体を通して,ダイバータプラズマの輸送や基礎過程に関する実験および数値モデリング研究を進め,直線装置における安定した重水素放電実験と数値モデリング研究,Heliotron J装置や大型ヘリカル装置における計測と数値モデリングの連携,水素分子の回転振動励起状態を区別した輸送モデルの開発,JT-60SA装置(量研)のRMP三次元ダイバータプラズマ計算など,多岐にわたる研究の進展に貢献するとともに,重要課題である非接触重水素プラズマの三次元数値輸送計算を実現し,中心となる研究目標を十分に達成したと考える.
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[Presentation] Impact of multi-fold magnetic structure on spectroscopy in Heliotron J based on EMC3-EIRENE code2023
Author(s)
F. Cai, S. Kado, G. Kawamura, C. Feng, R. Matoike, A. Miyashita, S. Ohshima, T. Minami, S. Inagaki, F. Kin, S. Kobayashi, A. Ishizawa, Y. Nakamura, H. Okada, S. Konoshima, T. Mizuuchi, Y. Feng, H. Frerichs, K. Nagasaki
Organizer
19th International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices
Int'l Joint Research
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[Presentation] EMC3-EIRENE simulation of the magnetic field ripple effet on edge impurity flows in Heliotron J2023
Author(s)
F. Cai, S. Kado, G. Kawamura, R. Matoike, S. Ohshima, T. Minami, S. Inagaki,S. Kobayashi, A. Ishizawa, Y. Nakamura, H. Okada, S. Konoshima, T. Mizuuchi, Y. Feng, H. Frerichs, K. Nagasaki
Organizer
49th European Conference on Plasma Physics
Int'l Joint Research
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[Presentation] Study on effects of neutral particle behavior on detached plasma formation using linear plasma device and modeling2023
Author(s)
Yuki Hayashi, Noriyasu Ohno, Hirohiko Tanaka, Hiroki Natsume, Kento Sugiura, Ryoji Mano, Shota Masuda, Ryusei Migita, Keiji Sawada, Shin Kajita, Tadashi Thujihara, Hiroshi Ohshima, Mitsutoshi Aramaki, Gakushi Kawamura
Organizer
Global Plasma Forum in Aomori
Int'l Joint Research
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