| 研究課題/領域番号 |
16K18336
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
河野 晴彦 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (70710846)
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| 研究協力者 |
マイラ ジェームズ・R.
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | シース / プラズマ波 / 高周波加熱 / トカマク型 / 磁場核融合 / 有限要素法 / プラズマ・核融合 / シミュレーション工学 |
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| 研究成果の概要 |
トカマク型核融合炉において高周波（RF）波動加熱を適用する場合，導体表面に生じるRFシースが原因となり，プラズマ中への不純物の混入や壁材損壊の問題が生じることがあるため，本研究ではこのRFシースの予測精度をより高める手法の開発に従事した．具体的には，シース内の全電流密度とマイクロスケールの計算により求められたシースインピーダンスを組み合わせて一般化シース境界条件を構築し，それをプラズマ波とシースの巨視的相互作用を計算する有限要素スキームに取り入れた．本研究で開発した計算コード（rfSOL）は，イオンリッチシースの条件の下で，任意の磁場強度かつ幅広い周波数帯において適用可能である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した計算コードを用いることにより，トカマク型核融合炉において代表的な波動加熱（イオンサイクロトロン加熱，低域混成加熱，電子サイクロトロン加熱）を適用することで導体壁に生じるRFシース内の電圧およびシース表面の電力密度を精度良く計算することが可能となった．本研究では，シース内の電場を静電ポテンシャルで表し，シース内の電子に対してMaxwell-Boltzmann近似を施している．この仮定が成り立つのであれば，核融合以外の分野で問題となるシースに対しても，本計算スキームを適用することができる．
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