| 研究課題/領域番号 |
21H01062
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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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| 審査区分 |
小区分14020:核融合学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
打田 正樹 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (90322164)
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| 研究分担者 |
田中 仁 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (90183863)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 無誘導トカマク起動 / 電子サイクロトロン加熱・電流駆動 / 電子作ロトロン加熱・電流駆動 / トカマク起動 / 高速電子 / 無誘導立上げ / 電子サイクロトロン加熱 / 球状トカマク / 超電導トカマク / 無誘導トカマク立ち上げ / 無誘導立ち上げ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
核融合トカマク装置では、コイルは超電導となるため磁場の掃引速度に制限が加わり、起動時に印加できるループ電圧が低くなる。このため、トカマク起動の信頼度低下が問題となっている。一方、京都大学の低アスペクト比装置LATEにおいては、ループ電圧を全く用いることなくマイクロ波入射による電子サイクロトロン(EC)加熱のみで磁気面形成を行いトカマクを起動できることを実証し、特別な軌道を描く高速電子(CFP電子)が磁気面形成の鍵となっていることを明らかにした。本研究では、ITER等の通常アスペクト比装置においてもこのCFP電子の閉込めを確保する方法を開発し、EC加熱による超電導トカマク起動法の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
電子サイクロトロン加熱(ECH)による無誘導トカマク起動において、磁気面形成時に主要な電流駆動源となる磁場を横切る通過軌道電子の閉じ込めを通常アスペクト比装置において改善する手法を開発するため、低アスペクト比装置LATEを通常アスペクト比と同等の条件になるように真空容器の上下方向を制限するプレートを設置し、様々な装置縦長度(プラズマ生成領域の縦横比)においてECHトカマク起動実験を行った。装置縦長度が小さくなるにつれ磁気面形成が可能な外部条件領域が狭くなるものの磁気面形成は可能であることを示し、また必要なマイクロ波電力及び外部垂直磁場ディケイインデックスの条件を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
核融合トカマク装置では、コイルは超電導となるため起動時に印加できるループ電圧が低くなり、トカマク起動の信頼度低下が懸念される。本研究では、ループ電圧を全く用いることなくマイクロ波入射による電子サイクロトロン加熱のみでトカマク起動を行う実験を様々なプラズマ生成領域形状において行い、真空容器縦長度が小さくなるにつれて必要な外部条件領域が狭くなるものの磁気面形成が可能であることを明らかにした。また、それに必要な外部垂直磁場ディケイインデックスや入射電力の条件を明らかにした。本成果により電子サイクロトロン加熱によるトカマク起動が可能になれば、トカマク炉の性能向上、トカマク炉の建設費低減が期待される。
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