| 研究課題/領域番号 |
17K14895
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高橋 宏幸 東北大学, 工学研究科, 助教 (30768982)
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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 |
中途終了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 磁場閉じ込め核融合 / 非接触ダイバータ / 体積再結合 / 高エネルギーイオン / 高周波プラズマ源 / イオンビーム源 / DT-ALPHA / 高エネルギー水素イオン / イオン温度 / 周辺・ダイバータプラズマ |
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| 研究成果の概要 |
磁場閉じ込め核融合炉では高エネルギーのイオンが閉じ込め領域から周期的に放出される。非接触ダイバータは体積再結合で維持されるため、高エネルギーイオンの流入による体積再結合反応率の低下が懸念されている。そこで高周波プラズマ源DT-ALPHAとイオンビーム源を併用したビーム重畳実験による調査を実施した。高エネルギーイオン衝突が励起水素原子・分子の生成・消滅過程を変化させる事を明らかにした。ダイバータ模擬プラズマの電子・イオンの診断技術開発にも取り組んだ。非マックスウェル分布を持つプラズマに対してボルツマンプロット法を用いると電子温度と電子密度が著しく過小評価される事を数値計算と実験によって実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高周波プラズマとイオンビーム源を併用する事でダイバータプラズマの模擬が可能である事を示した。ダイバータに周期的に流れ込む高エネルギーイオンが励起水素粒子の生成・消滅過程に対して無視できない影響を及ぼす事を明らかにした点に学術的意義がある。また、非マックスウェル分布プラズマに対してボルツマンプロット法を適用すると電子温度や電子密度が著しく過小評価される事を示した。核融合炉ダイバータに限らず、体積再結合が進展するような低温・高密度プラズマに対してボルツマンプロット法を適用する場合に、電子エネルギー分布関数の形状によっては再結合反応率の過大評価に陥る事を計算と実験で実証した点も学術的に意義深い。
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