2020 Fiscal Year Research-status Report
トカマク炉における三次元非軸対称磁場の裕度評価に向けた統合コード開発
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19K14696
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
井上 静雄 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, 主任研究員 (80757956)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ロックトモード / 平衡制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では実形状性を考慮しプラズマの平衡制御をシミュレーションする平衡制御シミュレーター（MECS）と、誤差磁場に対するプラズマ応答を計算する電磁流体(MHD)シミュレーションコード（AEOLUS-IT）を駆使して、誤差磁場の浸透/遮蔽により生じる磁気島の安定化機構を明らかにし、その安定化手法が実装されたプラズマ平衡制御手法を開発することを目的としている。令和元年度に発見した外部磁場を磁気島に共鳴させ振動を励起する安定手法を制御ロジックとして採用するため、MECSコードや平衡コントローラーの整備を今年度は進めた。安定化手法を採用する為のプラットフォームとして、新たな平衡コントローラーを開発した。今後DEMOやJT-60SAなどの超伝導トカマク核融合炉では、プラズマの制御が、磁気島の安定化や位置形状、プラズマ電流などの多数の制御目標を、超伝導コイルのインダクタンス等が大きいことにより電源電圧が飽和しやすい制御性が律速された環境下で達成しなければいけない状況に着目し、それを解決する適応制御手法、Adaptive Voltage Allocation法を開発した。以上の結果を含む2編の論文を投稿し、1編採択され、1編査読中である。開発した平衡コントローラーのJT-60SA装置における実験的検証も進んでいる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定していた、磁気島安定化手法採用の為のプラットフォームとなる平衡コントローラーの開発と、それのJT-60SAにおける実験検証、論文投稿等、COVID-19の影響で延期となった学会での発表や海外装置での実験参加を除いて順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度に発見した磁気島を外部から与える共鳴磁場摂動と共鳴させ振動を励起し安定化させる新手法をモデル化・ロジック化し、開発した平衡コントローラーに組み込み、MECSコードにより動作を検証する。これまで得た結果をCOVID-19の影響で延期になっていたIAEA FEC 2020会議等で発表すると共に、論文化により広く成果を発信する。
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| Causes of Carryover |
COVID-19により出張や海外装置での参加が不可能だった為。一方で平衡コントローラーへの組み込みは順調に進捗し、実時間システムへの組み込みの目処が立ったため、本年度は実時間システム組み込みに予算を使用する予定。
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