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2014 Fiscal Year Annual Research Report

ITERプラズマにおけるディスラプション物理の総合的研究

Research Project

Project/Area Number 23246163
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

矢木 雅敏  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ヶ所核融合研究所, 研究主席 (70274537)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 内藤 裕志  山口大学, 理工学研究科, 教授 (10126881)
福山 淳  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60116499)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
Keywordsディスラプション / 逃走電子 / ITER / IFERC-CSC / ミチゲーション
Outline of Annual Research Achievements

ITERに代表とされる核燃焼実験規模の大型トカマクで必須となるディスラプション制御の問題を念頭において、主プラズマの熱クエンチ以降の諸現象をつじつまのあった形で取り扱うことのできる統合シミュレーションの研究をすすめた。相対論的フォッカープランクコードTASK/FPを拡張し、逃走電子と周回電圧の時間発展を自己無撞着に解析することのできるシミュレーションを実現した。主プラズマの熱クエンチ時間に対する逃走電子発生率の依存性を詳細に調べることで、電子テールの減速時間に比べ熱クエンチが十分遅い場合にはConnor-Hastieの理論解と数値解が定量的に一致すること、他方、熱クエンチ時間が減速時間より短くなると、電子衝突周波数の速度依存性によって電子テールがつくられ、顕著な逃走電子発生率の増大をもたらすことを示した。本解析は従来の研究より、近似の少ない物理モデルを用いており、逃走電子発生を定量的に解析するための基盤データベースとして意義のある成果である。加えて、これまで進めてきた巨視的モードの存在下における逃走電子閉じ込めの問題に関し、軌道とMHDモードのドリフト共鳴の効果という視点から整理し、その成果をNuclear Fusion誌に発表した。ポストディスラプションフェーズに関して、コイル系・抵抗壁と主プラズマの電磁的結合を考慮するための1.5次元輸送コードを新たに開発した。また、これまでの研究の総括としてPlasma Conferenceのシンポジウム講演として「原型炉制御に向けたディスラプション研究の展開」を企画し、コミュニティに対する研究成果の発信を行った。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (33 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 7 results) Presentation (25 results) (of which Invited: 8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Fokker-Planck Simulation of Runaway Electron Generation in Tokamak Disruptions2015

    • Author(s)
      H. Nuga, A. Matsuyama, M. Yagi and A. Fukuyama
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 10 Pages: 1203006-(1-2)

    • DOI

      10.1585/pfr.10.1203006

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 逃走電子のカオス2015

    • Author(s)
      松山顕之
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会誌

      Volume: 91 Pages: 204-208

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Simulation study of nonlocal transport from edge to core in tokamak plasmas2014

    • Author(s)
      M. Yagi, A. Matsuyama, N. Miyato and T. Takizuka
    • Journal Title

      Contributions to Plasma Physics

      Volume: 54 Pages: 363-367

    • DOI

      10.1002/ctpp.201410042

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Stochastic Transport of Runaway Electrons due to Low-Order Perturbations in Tokamak Disruption2014

    • Author(s)
      A. Matsuyama, M. Yagi and K. Kagei
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 1 Pages: 015037-(1-4)

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.1.015037

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Local gyrokinetic Vlasov simulations with realistic tokamak MHD equilibria2014

    • Author(s)
      N. Nakata, A. Matsuyama, N. Aiba, S. Maeyama, M. Nunami and T.-H. Watanabe
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 9 Pages: 1403029 -(1-12)

    • DOI

      10.1585/pfr.9.1403029

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Simulation study on nonlocal transport for peripheral density source2014

    • Author(s)
      M. Yagi, N. MIyato, A. Matsuyama and T. Takizuka
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 9 Pages: 3403030-(1-4)

    • DOI

      10.1585/pfr.9.3403030

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Drift resonance effect on stochastic runaway electron orbit in the presence of low-order magnetic perturbations2014

    • Author(s)
      A. Matsuyama, M. Yagi, Y. Kagei, and N. Nakajima
    • Journal Title

      Nuclear Fusion

      Volume: 54 Pages: 123007-(1-14)

    • DOI

      10.1088/0029-5515/54/12/123007

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ディスラプション解析のためのMHDモデリングの開発2015

    • Author(s)
      松山顕之、矢木雅敏、相羽信行
    • Organizer
      第4回IFERC-CSC研究会
    • Place of Presentation
      航空会館
    • Year and Date
      2015-02-19 – 2015-02-20
  • [Presentation] Fokker-Planck Simulation of Runaway Electron Generation in Tokamak Disruptions2015

    • Author(s)
      奴賀秀男、松山顕之、矢木雅敏、福山淳
    • Organizer
      第4回IFERC-CSC研究会
    • Place of Presentation
      航空会館
    • Year and Date
      2015-02-19 – 2015-02-20
  • [Presentation] ディスラプション・逃走電子のシミュレーション研究2015

    • Author(s)
      松山顕之、矢木雅敏、奴賀秀男、相羽信行、石井康友
    • Organizer
      第20回NEXT研究会
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2015-01-13 – 2015-01-14
  • [Presentation] Fokker-Planck Simulation of Runaway Electron Generation in Tokamak Disruptions2015

    • Author(s)
      奴賀秀男、松山顕之、矢木雅敏、福山淳
    • Organizer
      第20回NEXT研究会
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2015-01-13 – 2015-01-14
  • [Presentation] これまでのNEXT研究と今後2015

    • Author(s)
      矢木雅敏
    • Organizer
      第20回NEXT研究会
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2015-01-13 – 2015-01-14
  • [Presentation] Intel MICとGPUでの粒子コードの高速化2015

    • Author(s)
      内藤裕志
    • Organizer
      第20回NEXT研究会
    • Place of Presentation
      京都テレサ
    • Year and Date
      2015-01-13 – 2015-01-14
    • Invited
  • [Presentation] ヘリオスでのMIC native modeの活用例2015

    • Author(s)
      内藤裕志
    • Organizer
      核融合エネルギーフォーラム・シミュレーションクラスター・核融合計算科学サブクラスター平成26年度第1回会合
    • Place of Presentation
      京都大学桂キャンパス
    • Year and Date
      2015-01-12
    • Invited
  • [Presentation] 逃走電子を含んだトカマクディスラプションのMHDモデリング2014

    • Author(s)
      松山顕之、矢木雅敏、相羽信行
    • Organizer
      平成26年度NIFS共同研究研究会「MHDと流体力学における共鳴・分岐・構造形成の理論・シミュレーション研究」
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2014-12-24 – 2014-12-25
  • [Presentation] Progress of Integrated Modeling Code TASK2014

    • Author(s)
      A. Fukuyama
    • Organizer
      第12回核燃焼プラズマ統合コード研究会
    • Place of Presentation
      九大応力研
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [Presentation] Progress on Disruption Research by Integrated Simulation2014

    • Author(s)
      矢木雅敏、松山顕之、奴賀秀男、相羽信行、福山淳
    • Organizer
      第12回核燃焼プラズマ統合コード研究会
    • Place of Presentation
      九大応力研
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [Presentation] Fokker-Planck Simulation of the Runaway Electron Generation in Tokamak Disruption2014

    • Author(s)
      奴賀秀男、松山顕之、矢木雅敏、福山淳
    • Organizer
      第12回核燃焼プラズマ統合コード研究会
    • Place of Presentation
      九大応力研
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [Presentation] トカマクディスラプションにおける逃走電子生成のFokker-Planck解析2014

    • Author(s)
      奴賀秀男、松山顕之、柴田励秀、矢木雅敏、河野康則、福山淳
    • Organizer
      Plasma Conference 2014
    • Place of Presentation
      Niigata, Japan
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-21
  • [Presentation] 原型炉制御に向けたディスラプション研究の展開「趣旨説明 はじめに」2014

    • Author(s)
      矢木雅敏
    • Organizer
      Plasma Conference 2014
    • Place of Presentation
      Niigata, Japan
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • Invited
  • [Presentation] 原型炉制御に向けたディスラプション研究の展開「ディスラプション時の逃走電子シミュレーション研究」2014

    • Author(s)
      松山顕之
    • Organizer
      Plasma Conference 2014
    • Place of Presentation
      Niigata, Japan
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • Invited
  • [Presentation] 原型炉制御に向けたディスラプション研究の展開「ディスラプション制御に向けた統合シミュレーション」2014

    • Author(s)
      福山淳
    • Organizer
      Plasma Conference 2014
    • Place of Presentation
      Niigata, Japan
    • Year and Date
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • Invited
  • [Presentation] High Performance Computing of the PIC Code by Using Accelerators2014

    • Author(s)
      H. Naitou
    • Organizer
      2014 US-Japan JIFT Workshop on “Progress in kinetic plasma simulations”
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      2014-10-31 – 2014-11-01
  • [Presentation] Simulation of energy-dependent stochastic transport induced by low-order MHD instabilities for runaway electron mitigation2014

    • Author(s)
      A. Matsuyama, M. Yagi, Y. Ishii, N. Aiba, and Y. Kagei
    • Organizer
      25th Fusion Energy Conference
    • Place of Presentation
      St. Petersburg, Russia
    • Year and Date
      2014-10-13 – 2014-10-18
  • [Presentation] Kinetic Integrated Modeling of Burning Start-Up Phase in Tokamaks2014

    • Author(s)
      A. Fukuyama, H. Nuga, S. Murakami
    • Organizer
      25th Fusion Energy Conference 2014
    • Place of Presentation
      St. Petersburg, Russia
    • Year and Date
      2014-10-13 – 2014-10-18
  • [Presentation] Simulation of runaway electron confinement in presence of macroscopic MHD modes2014

    • Author(s)
      M. Yagi, A. Matsuyama, H. Nuga, A. Wakasa, and A. Fukuyama
    • Organizer
      プラズマシミュレータシンポジウム
    • Place of Presentation
      核融合科学研究所
    • Year and Date
      2014-09-10 – 2014-09-12
    • Invited
  • [Presentation] Integrated Modelling and Simulation of Toroidal Plasmas2014

    • Author(s)
      A. Fukuyama
    • Organizer
      7th ITER International School on High performance computing in fusion science
    • Place of Presentation
      Aix-en-Provence, France
    • Year and Date
      2014-08-25 – 2014-08-29
    • Invited
  • [Presentation] Numerical methods Used in Fusion Science Numerical Modelling2014

    • Author(s)
      M. Yagi
    • Organizer
      7th ITER International School on High performance computing in fusion science
    • Place of Presentation
      Aix-en-Provence, France
    • Year and Date
      2014-08-25 – 2014-08-29
    • Invited
  • [Presentation] Simulation of runaway electron confinement in presence of macroscopic MHD modes2014

    • Author(s)
      M. Yagi, A. Matsuyama, A. Wakasa, and H. Nuga
    • Organizer
      12th Asia-Pacific Plasma Theory Conference and Japan-Korea Workshop on “Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas"
    • Place of Presentation
      Jeju Island, Korea
    • Year and Date
      2014-07-01 – 2014-07-04
  • [Presentation] Some Considerations on the Acceleration of the Gpic-MHD Code on the Modern Parallel Computers2014

    • Author(s)
      H. Naitou, H. Morio, K. Hakozaki,K. K. Ishii, Y. Tauchi
    • Organizer
      12th Asia Pacific Plasma Theory Conference and Japan-Korea Workshop on “Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas”
    • Place of Presentation
      Jeju Island, Korea
    • Year and Date
      2014-07-01 – 2014-07-04
  • [Presentation] Progress in integrated modeling of tokamak plasmas by TASK2014

    • Author(s)
      A. Fukuyama
    • Organizer
      12th Asia-Pacific Plasma Theory Conference and Japan-Korea Workshop on “Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas"
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2014-07-01 – 2014-07-04
  • [Presentation] Modeling of runaway electron flux during tokamak disruptions by 3D relativistic orbit calculation2014

    • Author(s)
      A. Matsuyama, M. Yagi, and Y. Kagei
    • Organizer
      21st International Conference on Plasma Surface Interactions
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-05-26 – 2014-05-30
  • [Remarks] ITERプラズマにおけるディスラプション物理の総合的研究

    • URL

      http://kaken-yagi.jaea.go.jp/web_jp/index.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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