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多スケール乱流に対する径電場勾配と曲率の重畳効果を利用する新たな制御手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K03913
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
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

神谷 健作  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂研究所 先進プラズマ研究部, 上席研究員 (60360426)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
キーワードELM / trigger / precursor / MHD / peeling / ballooning / tearing / pedestal / safety-factor / edge-current / QHモード / limit cycle / turbulence / JT-60U / ITER / ELMs / QH / Er / EHOs / LCOs / トカマク / Hモード / ペデスタル / 径電場シア / 径電場曲率
研究開始時の研究の概要

国際熱核融合実験炉ITERで想定されている標準運転においては、閉じ込め改善モードの発生及び制御が重要となる。本研究では、研究代表者によって近年明らかされた多スケール乱流状態に対する径電場勾配と曲率の重畳効果を利用して、各輸送チャンネル(イオン系、電子系及び粒子系)を個別に制御することで、炉心級プラズマ領域においても実現可能な高性能と定常性を併せ持つ代替え運転モードを新しく開拓する。

研究実績の概要

令和5年度においては、JT-60Uで観測されている大振幅の周辺部不安定性(Type-I ELMs)のある閉じ込め改善モード(ELMy-Hモード)について、特徴な電磁流体的(MHD)振動の特性、線形安定性および磁気シアー分布を含む詳細な周辺部のペデスタル構造に関して詳細なデータ解析を実施するとともに、MHDモードの成長率が急増するトリガー問題の解明を主題とする論文投稿を実施した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初想定していた外国装置での実験が不可となっているが、既存のJT-60U実験データ解析によって、新しい知見が得られ始めていることから、概ね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

当初想定していた外国装置での実験が不可となっている状況が続くと想定されるが、既存のJT-60U実験データ解析によって得られた新しい知見をまとめて学術雑誌への投稿作業を進めるとともに、中部大学との共同研究を継続して実施するとともに、遠隔での外国装置への実験参加やリモート開催の国内外での成果発表を実施する。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] On the Role of Peeling?Ballooning Mode in Triggering the Type-I ELMs2024

    • 著者名/発表者名
      Itoh Kimitaka、Kamiya Kensaku
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 93 号: 2 ページ: 023501-023501

    • DOI

      10.7566/jpsj.93.023501

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Why the ELM-Control-Coils are Effective in Suppressing Type-I ELMs2024

    • 著者名/発表者名
      Itoh Kimitaka、Kamiya Kensaku
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 93 号: 2 ページ: 025001-025001

    • DOI

      10.7566/jpsj.93.025001

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unveiling the structure and dynamics of peeling mode in quiescent high-confinement tokamak plasmas2021

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Kensaku、Itoh Kimitaka、Aiba Nobuyuki、Oyama Naoyuki、Honda Mitsuru、Isayama Akihiko
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/s42005-021-00644-x

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamics of weak-magnetic-shear-sustained internal transport barrier during supersonic molecular-beam injection in JT-60U2021

    • 著者名/発表者名
      Kin F.、Yoshida M.、Takenaga H.、Honda M.、Tamura N.、Narita E.、Kamiya K.、Bando T.、Wakatsuki T.、Isayama A.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 61 号: 2 ページ: 026017-026017

    • DOI

      10.1088/1741-4326/abcad3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the possibility of limit-cycle-state of peeling mode near stability boundary in the quiescent H-mode2020

    • 著者名/発表者名
      Itoh Kimitaka、Kamiya Kensaku、Aiba Nobuyuki、Itoh Sanae-I
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion

      巻: 63 号: 2 ページ: 025002-025002

    • DOI

      10.1088/1361-6587/abcab2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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