| 研究課題/領域番号 |
19K03800
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分14020:核融合学関連
|
|---|
| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
|---|
研究代表者 |
中村 浩章 核融合科学研究所, 研究部, 教授 (30311210)
|
|---|
| 研究分担者 |
澤田 圭司 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (40262688)
齋藤 誠紀 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (40725024)
田村 祐一 甲南大学, 知能情報学部, 教授 (50311212)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019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 | プラズマ壁相互作用 / 分子動力学法 / 水素リサイクリング / 衝突輻射モデル / 中性原子分子 / 炭素 / タングステン / 振動回転状態 / 空孔 / 水素吸蔵 / 深層学習 / 衝突複写モデル / 水素原子 / 水素分子 / 水素同位体 / 回転状態 / 振動状態 / 分子動力学 / 水素リサイクリングモデル / プラズマ対向壁 / 水素原子分子 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
ダイバータ板への熱負荷軽減のために非接触ダイバータが考えられている。この非接触ダイバータは、「プラズマがダイバータ板へ流れ込む前に、プラズマと中性粒子を相互作用させて、プラズマ熱・粒子負荷を低減させる」という仕組みである。この過程で生成されるプラズマを非接触プラズマと呼ぶ。この非接触プラズマの挙動を解明するためには、プラズマ対向壁から生じる水素原子・分子の情報が必要である。本研究では、分子動力学シミュレーションにより(1)対向壁から放出される水素原子・分子の量（比率）(2)放出される水素原子・分子の運動エネルギー分布と振動・回転励起分布(3)高い振動励起状態の水素分子生成過程の解明を目指す。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では水素リサイクリングに関する分子動力学シミュレーションにより解き明かし、非接触プラズマ中の中性粒子輸送解明と、非接触プラズマ安定化の提案を目指し、下記の成果を得た。(1)以下の3つのコードを組み合わせることで、任意な地点での水素分子の振動回転準位ごとの占有密度を求められた。 (i)衝突輻射モ デルを含む中性粒子輸送コード (ii)プラズマEMC3-EIRENE コード (iii)分子動力学法。(2)炭素に水素同位体を照射した場合の原子・分子の発生量を分子動力学法で求めた。（3）タングステンに水素を照射し、水素原子・分子の発生量を求めた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来は、中性粒子コードとプラズマコードをつなぐ試みはあった。本研究では、従来の２つコードに加え、壁の影響を計算できる分子動力学法を連携することで、壁から中性粒子そして周辺のプラズマを、「抜け」なしで扱えるように始めて行うことができた。この3つの連携コードを使うことで、実際に、炭素、そして、タングステンを取り上げ、水素原子分子の発生量・分子の振動回転状態の密度を計算のみで初めて求められることを実証できた。
|
