2015 Fiscal Year Annual Research Report
トカマクプラズマにおける高速イオン駆動低周波不安定性の運動論的解析
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26289356
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
福山 淳 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60116499)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | プラズマ・核融合 / 計算物理 / トカマクプラズマ / 固有モード： |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. マクスウェル速度分布関数に対するジャイロ運動論的誘電率テンソルを用いて，トカマクプラズマにおける低周波モード（周囲に抵抗壁を備えたトカマクプラズマにおける抵抗性壁モード，高温イオンが存在するトカマクプラズマにおける内部キンクモード，プラズマ回転を伴うトカマクプラズマにおけるアルヴェン固有モード等）の線形安定性解析を行い，従来の解析と比較してモジュールの検証を行った．
2. 一般には一つのプラズマ配位に対して多数の固有モードが存在する． 反転磁気シア配位におけるアルヴェン固有モード (RSAE) の場合，複素周波数平面における平均振幅の一つ一つのピークが固有モードに対応する．これら多数の固有モードを検出し，最も成長率の高いモードを自動的に探しだすルーチンを作成し，解析の高速化を図った．
3. 任意の速度分布関数に対して，速度空間の数値積分によりジャイロ運動論的誘電率テンソルを求めるモジュールを作成し，TASK/WMモジュールに組み込んだ．まず，マクスウェル速度分布に対して，数値積分によって求められた誘電率テンソルが解析的な表式と一致することを確認し．引き続き，加熱や電流駆動によって変形された速度分布関数に対して，低周波モードの安定性を解析した．
4. 波動解析と速度分布解析を組み合わせることにより，NBIやイオンサイクロトロン波を用いて高速イオンの生成をどのように制御できるかを調べた．
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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
以下の通り，研究実施計画に沿って研究が進展している．
1. トカマクプラズマにおける低周波モードの線形安定性解析が可能になり，従来の解析と比較してモジュールの検証を行った．
2. 多数の固有モードを検出し，最も成長率の高いモードを自動的に探しだすルーチンを作成し，解析の高速化を図った．
3. 任意の速度分布関数に対して，速度空間の数値積分によりジャイロ運動論的誘電率テンソルを求めるモジュールを作成し，解析的な表式と一致することを確認した．
4. 波動解析と速度分布解析を組み合わせることにより，NBIやイオンサイクロトロン波を用いて高速イオンの生成をどのように制御できるかを調べた．
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| Strategy for Future Research Activity |
1. トカマクにおける任意の速度分布に対する低周波モードの線形安定性解析を行う．
2. 速度分布解析モジュールTASK/FP にジャイロ運動論的速度拡散項を組み込み，励起された低周波モードによる速度分布関数の変形の解析を行う．さらに波動解析と速度分布解析を組み合わせて自己無撞着な時間発展の解析を行う．
3. 速度分布関数の変形を含めた自己無撞着な解析により，高速イオン損失の評価等を含めて実験との比較を行う．
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| Causes of Carryover |
補助金および助成金の３年間の総額が申請額から減額されたため，平成27年度から２年間採用予定の特定研究員の給与に不足が生じないよう，平成26年度および平成27年度の助成金からの支出を制限した．主に旅費の節約を行い，研究の進展には大きな影響を与えないようにした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度交付決定額（補助金 270万円，助成金 190万円）に繰越額 21万円を加え，総額 481 万円の内，旅費 60万円，人件費 410万円，その他 11 万円を予定している．
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