超高熱流環境下における非接触ダイバータプラズマ特性の解明とその制御に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15K18312
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016-2017); 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2015)
• 研究代表者: 星野 一生 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂核融合研究所 先進プラズマ研究部, 主幹研究員(定常) (50513222)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 核融合プラズマ / トカマク / 核融合原型炉 / ダイバータ / 非接触ダイバータプラズマ / 統合ダイバータシミュレーション / 核癒合原型炉

研究成果の概要

非接触ダイバータプラズマの制御とそれによるダイバータ熱負荷の低減は、核融合原型炉設計において最重要課題の一つである。本研究では、統合ダイバータシミュレーションコードSONICを用いて、実験解析により非接触ダイバータプラズマの理解を深めると共に、原型炉ダイバータの予測解析に向けたコード改良を行った。そして、原型炉における不純物を用いた非接触ダイバータ及びダイバータ熱負荷の制御について解析を行い、今後の原型炉設計研究に資する指針を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Multi-impurity divertor simulation using a Monte-Carlo kinetic impurity transport model (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshino, Y. Homma, S. Tokunaga, K. Shimizu
  • 雑誌名: Contributions to Plasma Physics 巻: 印刷中 号: 6-8 ページ: 638-642
  • DOI: 10.1002/ctpp.201700166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photon Trapping Effects in DEMO Divertor Plasma (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshino, K. Sawada, R. Idei, N. Asakura, K. Shimizu, S. Tokunaga, N. Ohno
  • 雑誌名: Contributions to Plasma Physics 巻: 56 号: 6-8 ページ: 657-662
  • DOI: 10.1002/ctpp.201610039
  • 査読あり
• [学会発表] SONICコードによる多種不純物ダイバータシミュレーション (2017)
  • 著者名/発表者名: 星野一生、本間裕貴、徳永晋介
  • 学会等名: Plasma Conference 2017
• [学会発表] 原型炉におけるパワー排出シナリオとダイバータ設計検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 朝倉伸幸、星野一生、鈴木哲、宇藤裕康、染谷洋二、徳永晋介、工藤広信、本間裕樹、坂本宜照、日渡良爾、飛田健次、江里幸一郎、関洋治、大野哲靖、上田良夫、原型炉設計合同特別チーム
  • 学会等名: Plasma Conference 2017
• [学会発表] プラズマ衝突度を考慮した運動論的熱力モデルの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 本間裕貴、星野一生、徳永晋介、矢本昌平、畑山明聖、朝倉伸幸、坂本宜照、飛田健次、原型炉設計合同特別チーム
  • 学会等名: Plasma Conference 2017
• [学会発表] Multi-impurity divertor simulation using a Monte-Carlo kinetic impurity transport model (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshino, Y. Homma, S. Tokunaga, K. Shimizu
  • 学会等名: 16th International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices
  • 国際学会
• [学会発表] 統合ダイバータコードSONICのMPMD化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 星野一生、清水勝宏
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第33回年会
  • 発表場所: 東北大学、宮城県仙台市
  • 年月日: 2016-11-29
• [学会発表] Physics design study of the divertor power handling in 8m-sized DEMO reactor (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshino, N. Asakura, S. Tokunaga, Y. Homma, K. Shimizu, Y. Sakamoto, K. Tobita and Joint Special Design Team for Fusion DEMO
  • 学会等名: 29th Symposium on Fusion Technology
  • 発表場所: Prague Congress Centre, Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] 原型炉設計におけるダイバータ研究の進展 (2015)
  • 著者名/発表者名: 星野一生、朝倉伸幸、徳永晋介、清水勝宏、本間裕貴、染谷洋二、宇藤裕康、坂本宜照、飛田健次
  • 学会等名: 第32回プラズマ・核融合学会 年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-11-24
  • 招待講演
• [学会発表] Conceptual Design Study of the Divertor and Power Exhaust (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Asakura, K. Hoshino, H. Utoh, Y. Someya, K. Ezato, S. Suzuki, S. Tokunaga, K. Shimizu, Y. Sakamoto, M. Nakamura, K. Tobita, Y. Ueda
  • 学会等名: 12th International Symposium of Fusion Nuclear Technology
  • 発表場所: Jeju Island (Korea)
  • 年月日: 2015-09-14
  • 国際学会
• [学会発表] Photon Absorption Effects in DEMO Divertor Plasma (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshino, K. Sawada, R. Idei, N. Asakura, K. Shimizu, S. Tokunaga, N. Ohno
  • 学会等名: 15th International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2015-09-09
  • 国際学会