| 研究課題/領域番号 |
21H01070
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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 (2023)
国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2021-2022) |
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研究代表者 |
松山 顕之 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (90581075)
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| 研究分担者 |
坂本 隆一 核融合科学研究所, 研究部, 教授 (10290917)
柴田 欣秀 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20633209)
高橋 宏幸 東北大学, 工学研究科, 講師 (30768982)
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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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
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| キーワード | 核融合プラズマ / ITER / ディスラプション / ペレット入射 / 粉砕 / MHD / 逃走電子 / ペレット粉砕入射 / 溶発 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
核燃焼トカマク放電に挑戦するITERでは予期しない不安定放電による装置へのダメージを抑制するため、極低温の水素とネオンの混合固体をガスで加速・粉砕し、入射する。世界各国で模擬実験が行われているが不安定放電中では固体とプラズマの相互作用を観測することが難しい。本研究ではLHD装置を活用し、世界で初めて、混合固体とプラズマの相互作用を不安定性のない「静かな」放電で観測することにより詳細な理論シミュレーションとの比較を実現する。
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| 研究成果の概要 |
磁場閉じ込め核融合実験炉ITERにおいてディスラプション時の装置負荷緩和に用いられる固体ペレットの粉砕入射に関する研究を行った。水素とネオンの混合固体が溶発する際の基本プロセスのモデル化から出発し、LHD装置の実験観測との比較を通じ、高密度プラズモイドの磁場交差方向の輸送が不純物の添加で制御できることを世界で初めて実証した。開発した溶発モデルをディスラプション統合コードINDEXに実装し、トカマク実験との比較から水素単体ペレット入射の粒子供給効率劣化を解明するとともに、ITERの粉砕ペレット入射システムの最適化に資する解析結果のデータベースを構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られたペレット溶発および粉砕ペレット入射に関する研究成果は、世界7極で推進中の磁場閉じ込め核融合実験炉計画に対し、ディスラプション緩和システムの最適化に資するデータベースを構築するものでITER計画の課題解決に貢献する成果として評価される。他にも本研究で開発したモデルやコードを用いたJT-60UやJT-60SA、核融合原型炉のディスラプション特性に関する研究が進展しており、本研究計画の実施によって、ITERおよびトカマク型核融合炉にとって最大の難題であるディスラプション対策に関する様々な研究成果が創出された。
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