| 研究課題/領域番号 |
15K06651
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
市口 勝治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (90211739)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 磁場閉じ込め核融合プラズマ / 電磁流体力学 / 数値シミュレーション / 巨視的フロー / 圧力駆動型モード / 非線形ダイナミクス / 構造変化 / 摂動磁場 / 核融合プラズマ / 非軸対称系 / プラズマフロー / 非線形数値シミュレーション / 非線形遷移 / 磁場閉じ込め核融合 / プラズマ / ヘリオトロン / 巨視的シアフロー / 大型ヘリカル装置（LHD) / 大型ヘリカル装置 / 安定性 / 交換型モード / シアフロー / 崩壊現象 / 非線形飽和 / 圧力崩壊 / 磁気面破壊 |
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| 研究成果の概要 |
三次元磁場閉じ込め核融合プラズマにおいて、摂動磁場及び巨視的背景フローの圧力駆動型不安定性に対する影響を電磁流体力学的手法を用いて数値的に解析した。
摂動磁場に対する解析結果として、局所的に磁気島が形成される場合には不安定性の幾何学的性質が変化すること、及び、プラズマ形状全体が変形する場合には閉じ込め磁場の性質が大きく変化することが得られた。フローの影響は、三次元フロー分布を計算する手法を新たに開発することによって可能になった。このフロー分布を圧力駆動型モードに対する影響の解析に適用した。その結果、フローの絶対値を上昇させるとある値の前後で線形成長率が減少から増加へと転じることが得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
核融合発電を実現するためには、高温のプラズマを定常的に閉じ込めておく磁場閉じ込め方式が世界各地で研究されている。このとき、プラズマが電磁流体力学的に不安定になると急激に閉じ込めが劣化するため、プラズマの安定性に関する性質を解明しておくことが必須とある。一方、ヘリオトロン配位では幾何学的対称性がないので三次元的取り扱いが必須であり、解析が困難であることが多い。本研究では、この状況に取り組み、特に摂動磁場及びプラズマ中のフローが安定性に及ぼす影響について三次元的な解析を進めた。その結果、圧力駆動型モードによる崩壊現象に対する誤差磁場やフローの影響について知見を得ることができた。
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