| 研究課題/領域番号 |
17H03512
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
和田 元 同志社大学, 理工学部, 教授 (30201263)
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| 研究分担者 |
津守 克嘉 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (50236949)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 負イオン / 仕事関数 / 粒子反射 / スパッタリング / 負イオン源 / 中性粒子加熱 / 表面生成 / 中性粒子入射 / プラズマ加熱 / 負イオン表面生成 / イオン源 / 水素負イオン / 粒子表面散乱 / 吸着粒子脱離 / プラズマ固体壁相互作用 / ECR放電 / 中性粒子ビーム / プラズマ対向機器 / 表面粒子反射 / 表面負イオン化 / レーザー計測 / 表面素過程 / 高エネルギー粒子加速 / プラズマ－表面相互作用 / 高エネルギー加速 / 加速器 / 原子分子物理 / 表面・界面物性 / 負イオン生成 |
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| 研究成果の概要 |
加速器科学や核融合プラズマの中性粒子ビーム加熱に用いられるCs添加型水素負イオン源の効率を改善し，運転信頼性を向上するためにイオン源壁面で生じる水素反射と吸着の影響について調査した．成果として重水素と軽水素の間でイオン源内でのCsリサイクリングに差異が生じ，重水素運転時にはイオン源壁面からCsが失われ易くなることが分かった．実験データの採取が200 eV/Hの低エネルギーまで可能になり，20 eV/Hの更なる低エネルギーでの水素入射による反射データの採取可能性を確認した．また，Csフリー運転が期待されるエレクトライド材料に対しても実験データ採取，表面反射・吸着計算が行えるようになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により，Cs導入量の少ない負イオン源運転シナリオの構築が可能となった．本研究でも調査したCsを用いない負イオン生成に加え，省Cs型の負イオン源運転が可能となることにより，将来の核融合実証炉の設計指針策定にあたっての自由度が大きくなった．同時に，プラズマ―固体表面相互作用とプラズマシース領域を繋ぐ計算機科学分野の開拓にも，本研究は貢献した．社会的な意義としては脱炭素社会に向けて，今後研究開発が加速されるものと予想される核融合発電の実現に向けての貢献が期待される．2025年より実験が予定されているITER核融合計画においても本研究が対象とした水素負イオン源が用いられる予定である．
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