| 研究課題/領域番号 |
19KK0073
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分14:プラズマ学およびその関連分野
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
西浦 正樹 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (60360616)
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| 研究分担者 |
藤井 恵介 京都大学, 工学研究科, 助教 (10637705)
矢内 亮馬 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (40824743)
關 良輔 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (80581066)
釼持 尚輝 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (80781319)
奴賀 秀男 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (10625429)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | 核融合プラズマ / 高エネルギーイオン / 協同トムソン散乱計測 / ミリ波 / トモグラフィ / 深層学習 / GAN / 熱・粒子輸送 / 燃焼プラズマ / 核融合 / 高エネルギー粒子 / 散乱計測 / 電子サイクロトロン輻射 / プラズマ / トモグラフィー / 協同トムソン散乱 / 計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表者らが培ったミリ波技術を超高周波数分解(Δf ~ 1MHz)DSP受信機に適用し，高ダイナミックレンジ(> 30 dB)化する．次に，スペクトル解析手法にW7Xグループの開発した非等方性を考慮した解析モデルを取り入れる．新受信機に解析手法を適用することで，CTSスペクトルに内在する本質を抽出することを可能にし，従来の高エネルギーイオン計測手法の精度向上のみならず，複数種の燃料イオン計測を可能にする点で先進的である．異なる設計概念に基づいたLHDとW7Xは生成されたプラズマの状態が大きく異なる．そこでの体系的な実験は開発したCTS計測手法の検証に適している．
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| 研究成果の概要 |
核融合プラズマ中のDT反応で生じる3.5MeV-α粒子は燃料イオンを加熱し，プラズマの自立燃焼を支える．本研究はミリ波協同トムソン散乱(CTS)計測による核融合プラズマ中の高エネルギーイオンの速度分布関数計測の確立を目的とし，国際共同研究としてドイツのマックスプランクプラズマ物理研究所と国際共同実験やCTS計測器の開発を進めた．
CTS計測で高エネルギーイオンと複数種のイオンの速度分布の評価手法に関して，計測精度の低下要因を特定し，精度を検証した．主に，計測位置精度の向上，in-situ受信機の絶対値較正手法の開発，CTSスペクトルの速度空間トモグラフィー解析に関して大きな進展を得た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
カーボンニュートラルとエネルギー問題の解決に向け，世界中で核融合研究が進められている．本研究は核融合炉のプラズマ燃焼シナリオを検証するために，先進ミリ波散乱計測の開発をドイツ，デンマーク，及び米国と国際共同研究で進めた．ミリ波研究の国際拠点を形成し，学術的成果を得ることが出来た．米国での招待講演や国際雑誌のEditor’s Pick論文として学術的に価値があり，高い注目度の研究として評価された．CTS計測やプラズマ加熱に必要なジャイロトロン開発をスタートアップ企業と実施し，国際共同研究として社会実装につながる成果が得られた．
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