外部電流系を変量とした最適化によるヘリカル閉じ込め方式の新領域開拓と課題解決

• Project/Area Number: 21K13904
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 山口 裕之 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (90797101)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 最適化 / 遺伝的アルゴリズム / 新古典輸送 / 高エネルギー粒子 / ダイバータ

Outline of Research at the Start

経済的な磁場閉じ込め核融合炉を実現する上で、プラズマの安定性、高い閉じ込め性能、プラズマから流出する粒子と熱を開いた磁力線で壁へ誘導するダイバータ配位での定常運転が成立する条件を見出すことは重要な課題となっている。本研究では、閉じ込め磁場を生成する外部コイルの形状を直接の変量としプラズマの物理特性と装置の工学特性を同時に最適化する、核融合炉設計のための新しい数値的最適化スキームを開発する。従来の最適化では考慮できなかった離散コイル、自由境界平衡、周辺磁場構造を評価関数に組み入れる。スーパーコンピュータも活用した大規模な最適化を実施し、これまでの課題を解決する核融合炉の具体形を提案する。