2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on current hole equilibrium and its evolution in tokamak plasma
| Project/Area Number |
25420895
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
藤田 隆明 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70354602)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 電流ホール / MHD平衡 / 輸送シミュレーション / NBCD / 不純物輸送 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、電流ホールのMHD平衡モデルを拡張し、定常状態及び時間発展の観点からその実現可能性を調べることを目的とした。
既存の高中心安全係数平衡モデルを用いて、JT-60において電子サイクロトロン波（EC）電流駆動に対して電流ホールが維持された実験のシミュレーションを行った。電流分布の時間発展は、EC駆動電流がピークした場合には実験と異なり、電流ホール内で一様と仮定した場合はほぼ実験と矛盾しないものとなった。本結果により電流ホール内における電子あるいは電子電流の異常拡散の存在を示した。
電流ホールプラズマへの中性粒子ビーム電流駆動（NBCD）の解析においては、磁気面から大きくずれた軌道を描く高速イオンが担う電流を考慮した電流ホール平衡モデルが必要となる。その構築を目的として、高速粒子電流を含む軸対称平衡を自己無撞着に解くコードを開発した。高速粒子電流が生成する磁場の効果により磁気軸が内側にずれた平衡が得られた。今後、電流ホール平衡における高速粒子電流の効果を調べる。合わせて、高速に精度よくNB駆動電流を計算できる方法を開発した。また、名古屋大学の統合輸送コードTOTALに組み込むための非定常NBCD解析コードの開発を開始した。
電流ホール平衡プラズマは一般に強い内部輸送障壁を有し高価数の不純物イオンの蓄積が懸念されているため、不純物イオンの輸送研究を進めた。TOTALコードに高価数不純物イオンの輸送モデルを組み込み、JT-60におけるタングステンイオンの蓄積のプラズマ回転依存性の傾向をある程度再現できることを示したが、径電場によるピンチについてはモデルの適用範囲を越えていたため評価できなかった。径電場によるピンチモデルの拡張や不純物イオンに対する遠心力及びコリオリ力の効果の導入などの輸送モデルの改良を行ない、より実験値に近い計算結果を得た。
|
