2012 Fiscal Year Annual Research Report
トカマク炉の共鳴磁場摂動ヘリカルフェライト設置によるELM抑制と熱粒子制御の研究
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24360382
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
滝塚 知典 大阪大学, 大学院・工学研究科, 招聘教授 (40354576)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 武司 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50354585)
福山 淳 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60116499)
清水 勝宏 日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (30391262)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 周辺プラズマ |
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| Research Abstract |
原型炉にヘリカルフェライトを設置しRMPを形成するときの、摂動磁場強度をヘリカルフェライトの設置位置と厚みの関数として導出した。現実的な設計値で、ELM抑制のための磁場摂動を誘起できることを示した。RMPがあるときのペデスタルプラズマの挙動に関する実験およびシミュレーションについて調査を行い、急峻な電子温度分布を保ちつつ密度輸送を増大させている物理機構を記述するペデスタル輸送モデルの開発に着手した。稀衝突ペデスタルプラズマにおいて、電場による電子の磁力線方向熱輸送抑制モデルをまず検討した。周辺SOLプラズマ中のELMフィラメントの径方向伝搬について実験解析を行い、伝搬速度がフィラメントサイズが小さいほど速くなるという理論モデルを検証した。ELMの緩和法として、mmに並びペレット入射についてTOPICS 1次元輸送シミュレーション研究を行った。ペレットのサイズ、速度、入射タイミングによりELMエネルギー損失を減少制御できることを示した。ペデスタルの形成に係るHモード遷移について、コアプラズマと周辺プラズマを統合したシミュレーション研究を進めた。ペデスタルプラズマにおいて、加熱パワーが増加しプラズマ圧力勾配が大きくなると、電場シア流が増大し乱流輸送を抑制する。ペデスタル中の電場構造を新古典モデルから計算しTOPICSに組み込んだ。Hモード遷移パワー比例則に矛盾無くHモード遷移のシミュレーションが出来る事を示した。またダイバータコードSONICを統合することにより、遷移後のSOLダイバータプラズマのダイナミクスまで模擬することができた。RMP熱負荷局在化回避法についてSONICシミュレーション研究を進めるために、非接触ダイバータプラズマの形成に関するダイバータプラズマモデリングを進展した。
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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
国際会議において、ヘリカルフェライトによるRMPの革新的方法を発表できた。RMP解析コードとRMP軌道追跡コードの開発は検討着手の段階である。周辺プラズマのRMP輸送物理解明は、モデルの検討を進めている。RMPのダイバータシミュレーションについては非接触プラズマについて大きな進展が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヘリカルフェライトによるRMP形成の解析評価を発展しつつ、フェライト境界RMPモード解析・磁力線追跡コードの開発・改良を進め数値計算を行う。その結果および粒子PARASOLシミュレーションの結果を踏まえ、ペデスタル輸送モデルを構築する。
周辺ダイバータコードSONICによるRMP熱負荷局在化回避法のシミュレーション研究を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
2013年度は主に、研究打ち合わせ旅費、研究発表旅費、国内外会議参加費に使用する。2012年度は研究調査海外出張を行わなかったため未使用額が発生したが、2013年度は国際会議参加のため海外出張を予定しており、未使用分を含め経費を使用する。
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