2015 Fiscal Year Research-status Report
逃走電子の発生と増幅を考慮したトカマク閉じ込め磁場喪失現象の非線形過程の研究
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26820404
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
松山 顕之 国立研究開発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, 研究員 (90581075)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 逃走電子 / トカマク / ディスラプション / ITER / MHD / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ITERで予測されるMAオーダーの大電流逃走電子の発生に関し、逃走電子発生現象とディスラプション時の閉じ込め磁場喪失の関係を明らかにするためのシミュレーション研究を進めている。
今年度は非線形MHDシミュレーションコードに組み込むための逃走電子モデルの定式化を行い、長時間シミュレーションに適用可能な流体型の逃走電子の発生・輸送モデルを構築した。構築したモデルを用いて、逃走電子発生時に不安定化するm=1抵抗性キンクモードのシミュレーションを行った結果、ドライサー生成フェーズにおいて不安定性のポテンシャルエネルギーが逃走電子の運動エネルギーに変換され、種電子の増幅を引き起こすことが明らかにされた。種電子の増加それ自体は平衡電流に比べて十分小さいが、大電流のディスラプションでは雪崩的増倍現象により、電流クエンチ後の逃走電子ビーム電流値に有意な違いを生むことが分かった。
これに加え、VDE、ビーム・プラズマ平衡、不純物輸送モデルなど、シミュレーションと実験観測の対応付けを行うために必要なディスラプションに関わる物理モデルの定式化とコード整備が進展した。
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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
本研究の主題である非線形MHDシミュレーションコードの開発に一定のめどがつき、初期結果ではあるが逃走電子発生とMHD不安定性の非線形相互作用を考慮することで、逃走電子発生に関し、従来の研究にはない結果を与えることが明らかにされつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した非線形MHDシミュレーションコードを用いた物理解析を進め、IAEA-FECによって成果発表を行う。加えて、非線形MHDシミュレーションコードを用いた熱クエンチの研究に着手する。このために必要となる不純物放射・熱輸送モデルの実装はほぼ完了しており、H28年度は物理的な検証を実施する。輸送時間スケールの長時間シミュレーションが必要となるため、ハイブリッド並列化によるコードの並列性能と実行性能の向上を図る。次年度は最終年度であるためこれまで開発してきた個別の物理モデル・コードを統合し、ITERのシナリオに即したシミュレーションを実施する。
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| Causes of Carryover |
研究開発状況にあわせて、予定していた成果報告の一部を平成28年度に変更したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度未使用分を平成28年度における成果報告のための旅費にあてる。
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