| 研究課題/領域番号 |
12680492
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
中尾 安幸 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00164129)
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| 研究分担者 |
工藤 和彦 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (40039681)
小田 明範 八代工業高等専門学校, 機械電気工学科, 助教授 (60224234)
城崎 知至 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 博士研究員(常勤)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 慣性核融合プラズマ / 核反応生成粒子 / アルファ粒子加熱 / 2次元解析 / 輸送-流体結合計算 / 高速点火方式 / コアプラズマ加熱 / 利得曲線 / 点火条件 / エネルギー利得 / 習慣性核融合 / 流体力学的不安定性 / 拡散近似モデル / 燃料利得 / 慣性核融合 / 拡散近似 |
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| 研究概要 |
慣性核融合プラズマの点火燃焼に及ぼす核反応生成粒子効果、特にアルファ粒子の加熱効果を解明することを目的として多次元輸送一流体計算を行い、以下のような結果を得た。
先ず実空間2次元のアルファ粒子輸送コード及びその簡易版である拡散コードを開発し、それらがアルファ粒子効果の多次元解析に十分な精度で使えることを実証した。
次に、拡散コードと流体コードを結合し、爆縮の最終段階、すなわち減速相における流体不安定性がプラズマの点火燃焼に及ぼす影響を屏析した。点火部-主燃料部境界に種々のモード数の初期擾乱を与えて計算を行い、炉の成立条件として要求される1000以上の燃料利得を達成するためには、擾乱の振幅を点火部半径の5%以下に抑える必要があることを見出した。
後半は高速点火ターゲットを想定し、相対論的レーザープラズマ相互作用で発生した高速電子によるコアプラズマの加熱過程と点火燃焼特性を解析した。
このために先ず高密度プラズマ中の高速電子に対する運動論的輸送コードを開発した。相互作用素過程としては、プラズマ粒子との近距離での2体衝突のほかに、遠距離での遮蔽された粒子間の衝突の形で集団効果を取入れた。コードは今のところ実空間1次元/運動量空間2次元で書かれているが、コア領域へ入ってくる高速電子のソース分布が与えられれば、プラズマ加熱率を時間及び空間依存で精密に計算することが出来る。
開発した高速電子輸送コードを1次元の輻射流体コードと結合して大阪大学で実施されたPWレーザーによるコア加熱実験を解析し、中性子観測数を説明した。さらに2次元輻射流体コード及びアルファ粒子コードと結合し、点火実験級並びに実用炉級ペレットの点火条件とエネルギー利得を評価した。
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