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トカマクプラズマにおける燃料プラズマ-不純物ハイブリッド輸送コードの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16J06169
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 核融合学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

矢本 昌平  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード境界層プラズマ / タングステン / シミュレーション / 不純物 / トカマク / SOL / ELM
研究実績の概要

本研究は,核融合発電実現に向けて,信頼性の高いプラズマ-不純物ハイブリッド輸送コードを開発することを目標に,以下の小目標を設定し,研究を行ってきた:1,SOLPS-ITER IMPGYRO統合コードの開発,およびさらなるモデル高度化,2,SOLPS-ITERによる不純物輸送結果とIMPGYROコードの計算結果の比較,3,タングステン壁による実験との比較による妥当性検討.本年度は,特に1について大きな進展があった.
まず,モデルの高度化においては,従来の不純物輸送コードでは影響が無視されてきた熱力の運動論的効果を私が開発を行っている不純物輸送コードIMPGYROに導入し,その効果が無視できないことを示した.また,ITER機構にて開発中のSOLPS-ITERコードの不純物輸送モデルについても,ロシア・サンクトペテルグブルグ大学のグループが中心となり,高度化が行われた.そこで,平成30年3月7-9日にわたり,ITER機構を訪問し,IMPGYROモデルとの違いや,両コード間での結果の比較等の議論を行い,さらなるITERとの不純物輸送に関する共同研究を進めていくことで同意を得た.
高度化したIMPGYROコードを用い,ITERの典型的な運転シナリオにおける不純物輸送の予測計算を行った.その結果,ダイバータが部分デタッチ状態の運転においては,タングステンの炉心への侵入は抑えられることがわかり,一方で,高リサイクリング状態の場合では,タングステンの炉心への侵入が確認された.本結果は,タングステン不純物輸送の観点からのITER運転に対する重要な指針を与えるものであり,学術誌(Nuclear Fusion)に投稿・掲載された.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Kinetic modeling of high-Z tungsten impurity transport in ITER plasmas using the IMPGYRO code in the trace impurity limit2017

    • 著者名/発表者名
      S.Yamoto,X.Bonnin, Y.Homma,H.Inoue, K.Hoshino,A.Hatayama, R.A.Pitts
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 57 号: 11 ページ: 116051-116051

    • DOI

      10.1088/1741-4326/aa7fa6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical analysis of tungsten erosion and deposition processes under a DEMO divertor plasma and geometry2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Homma ,K.Hoshino,S.Yamoto ,N.Asakura S.Tokunaga ,A.Hatayama,Y.Sakamoto,R.Hiwatari ,K.Tobita ,DEMO Joint Special Design Team for Fusion
    • 雑誌名

      Nuclear Materials and Energy

      巻: 12 ページ: 323-328

    • DOI

      10.1016/j.nme.2017.05.003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic modeling of impurity transport using the IMPGYRO code2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yamoto, X. Bonnin, Y. Homma, H. Inoue, K. Hoshino, A. Hatayama, R. A. Pitts
    • 雑誌名

      Proc. Of the 26th IAEA Fusion Energy Conference

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] タングステン不純物輸送コードにおけるドリフトの効果の比較 -IMPGYRO コードと DIVIMP コードのベンチマーク -2016

    • 著者名/発表者名
      矢本昌平,Xavier Bonnin,畑山明聖,本間裕貴,星野一生,井上春如,Steve Lisgo,Richard Pitts
    • 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
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] W transport simulations in divertor and SOL plasma using IMPGYRO and benchmark against DIVIMP2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yamoto, X. Bonnin, Y. Homma, S. W. Lisgo, A. Hatayama, R. A. Pitts
    • 学会等名
      The 23rd ITPA Divertor/SOL topical group meeting
    • 発表場所
      那珂核融合研究所(茨城県・那珂市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic modeling of impurity transport using the IMPGYRO code2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yamoto, X. Bonnin, Y. Homma, H. Inoue, K. Hoshino, A. Hatayama, R. A. Pitts
    • 学会等名
      The 26th IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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