強いプラズマ流を伴う輸送障壁の形成機構についての研究

• 研究課題/領域番号: 22760663
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 宮戸 直亮 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ケ所核融合研究所, 研究副主幹 (80370477)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: プラズマ流 / ジャイロ運動論 / 押し出し表現 / 輸送障壁 / 変分原理 / 磁化プラズマ / 運動論 / 相空間変換 / 磁場閉じ込めプラズマ / 簡約化モデル / 流体モーメント / 案内中心 / 変分法

研究概要

磁化プラズマと場という系全体についてのラグランジアンを構成し、これに対して変分原理を用いることでプラズマの流速が音速と同程度でも有効な矛盾のないモデルを構築した。このラグランジアンは、リー摂動解析と呼ばれる現代的手法を用いて速い旋回運動を取り除いた、磁場中の単一荷電粒子運動の基本１－形式を基礎としている。このモデルは従来の強いプラズマ流のモデルとは異なるが、弱いプラズマ流を仮定した標準モデルに近いことを、流体モーメントの押し出し表現を比較することで明らかにした。このモデルにより輸送障壁のない初期状態から強いプラズマ流を伴う輸送障壁が形成されるまでのシミュレーションが可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Kinetic ballooning mode turbulence simulation based on electromagnetic gyrokinetics (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Maeyama, A. Ishizawa, T. Watanabe, M. Nakata, N. Miyato, Y. Idomura
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 ページ: 1203020-1203020
  • NAID: 130004678538
  • 査読あり
• [雑誌論文] On kinetic resistive wall mode theory with sheared rotation (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi, N. Miyato, G. Matsunaga
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 ページ: 3403027-3403027
  • NAID: 130005432252
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic Ballooning Mode Turbulence Simulation based on Electromagnetic Gyrokinetics (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinya Maeyama, Akihiro Ishizawa, Tomohiko Watanabe, Motoki Nakata, Naoaki Miyato, Yasuhiro Idomura
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 1203020-1203020
  • DOI: 10.1585/pfr.9.1203020
  • NAID: 130004678538
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] On Kinetic Resistive Wall Mode Theory with Sheared Rotation (2014)
  • 著者名/発表者名: Junya Shiraishi, Naoaki Miyato, Go Matsunaga
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 9 号: 0 ページ: 3403027-3403027
  • DOI: 10.1585/pfr.9.3403027
  • NAID: 130005432252
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the gyrokinetic model in long wavelength regime (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato, B. D. Scott, M. Yagi
  • 雑誌名: Plasma Physics and Controlled Fusion 巻: 55 ページ: 74011-74011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal and spatial responses of temperature, density and rotation to electron cyclotron heating in JT-60U (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yoshida, S. Ide, H. Takenaga, M. Honda, H. Urano, T. Kobayashi, M. Nakata, N. Miyato, Y. Kamada
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 53 ページ: 83022-83022
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the gyrokinetic model in long wavelength regime (2013)
  • 著者名/発表者名: N Miyato, B D Scott, M Yagi
  • 雑誌名: Plasma Physics and Controlled Fusion 巻: 55 号: 7 ページ: 074011-074011
  • DOI: 10.1088/0741-3335/55/7/074011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modifications to the edge radial electric field by angular momentum injection in JT-60U and their implication for pedestal transport (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kamiya, M. Honda, N. Miyato, H. Urano, M. Yoshida, Y. Sakamoto, G. Matsunaga, N. Oyama, Y. Koide, Y. Kamada, K. Ida, I. Murakami
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 52 ページ: 114010-114010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modifications to the edge radial electric field by angular momentum injection in JT-60U and their implication for pedestal transport (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kamiya
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 52 号: 11 ページ: 114010-114010
  • DOI: 10.1088/0029-5515/52/11/114010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid moments in the reduced model for plasmas with large flow velocity (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato, B. D. Scott
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 6 ページ: 1403147-1403147
  • NAID: 130002059485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid Moments in the Reduced Model for Plasmas with Large Flow Velocity (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Miyato
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 6 ページ: 1403147-1403147
  • DOI: 10.1585/pfr.6.1403147
  • NAID: 130002059485
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid moments in modified guiding-centre coordinates (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato, B. D. Scott, S. Tokuda
  • 雑誌名: J. Plasma Fusion Res. SERIES 巻: 9 ページ: 546-551
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification on the gyrokinetic quasi-neutrality condition due to large flow (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato, B. D. Scott
  • 雑誌名: Europhysics Conference Abstracts 巻: 34A ページ: 1070-1070
• [雑誌論文] Fluid moments in modified guiding-centre coordinates (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Miyato
  • 雑誌名: Journal of Plasma Fusion Research SERIES 巻: Vol.9 ページ: 546-551
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification on the gyrokinetic quasi-neutrality condition due to large flow (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Miyato
  • 雑誌名: Europhysics Conference Abstracts 巻: Vol.34A
• [学会発表] ITG乱流プラズマの過渡応答に 関するシミュレーション研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮戸直亮、矢木雅敏
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
• [学会発表] ジャイロ運動論モデル -現代的な定式化と最近の話題- (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮戸直亮
  • 学会等名: 第16回若手科学者によるプラズマ研究会
  • 発表場所: 那珂核融合研究所
• [学会発表] A high-order extension of the P_Z electromagnetic gyrokinetic model (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato
  • 学会等名: Japan-Korea Workshop on "Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas"
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Development of a plasma turbulence code by C++ (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮戸直亮
  • 学会等名: 第19回NEXT研究会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] A high-order extension of the p_z electromagnetic gyrokinetic model (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato
  • 学会等名: Japan-Korea Workshop on “Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas”
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
• [学会発表] Development of a plasma turbulence code by C++ (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato
  • 学会等名: 19th NEXT Workshop
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
• [学会発表] トカマクプラズマにおけるＩＴＧ乱流とコールドパルスのシミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮戸直亮、矢木雅敏
  • 学会等名: 第11回核燃焼プラズマ統合コード研究会
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所（福岡県春日市）
• [学会発表] ジャイロ運動論モデル －現代的な定式化と最近の話題－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮戸直亮
  • 学会等名: 第16回若手科学者によるプラズマ研究会
  • 発表場所: 茨城県那珂市
  • 招待講演
• [学会発表] 強いE×B流があるときのジャイロ粘性力 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮戸直亮
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学西宮上ヶ原キャンパス
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 強いE×B 流があるときのジャイロ粘性力 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮戸直亮, B. D. Scott, 矢木雅敏
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学 西宮上ヶ原キャンパス
• [学会発表] The gyrokinetic model in the long wavelength regime (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato, B. D. Scott, M. Yagi
  • 学会等名: Theory of Fusion Plasmas, Joint Varenna-Lausanne international workshop
  • 発表場所: Villa Monastero, Varenna, Italy
• [学会発表] 長波長領域におけるジャイロ運動論モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮戸直亮, B. D. Scott, 矢木雅敏
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学 常盤台キャンパス
• [学会発表] Stabilization of resistive wall modes by magnetohydrodynamic equilibrium change induced by plasma toroidal rotation (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Shiraishi, N. Aiba, N. Miyato, M. Yagi
  • 学会等名: 24th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] The gyrokinetic model in the long wavelength regime (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato
  • 学会等名: Theory of Fusion Plasmas, JOINT VARENNA ‐ LAUSANNE INTERNATIONAL WORKSHOP
  • 発表場所: イタリア、ヴァレンナ
• [学会発表] 長波長領域における ジャイロ運動論モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮戸直亮
  • 学会等名: 日本物理学会２０１２年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学 常盤台キャンパス
• [学会発表] Higher order terms of the guiding-centre transformation and the gyrokinetic quasi-neutrality condition (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Miyato
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県金沢
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] On extension of the gyrokinetic quasi-neutrality condition towards long wavelength regime (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Miyato
  • 学会等名: 13^<th> International Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers
  • 発表場所: 英国オックスフォード
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] On extension of the gyrokinetic quasi-neutrality condition towards long wavelength regime (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato, B. D. Scott, M. Yagi
  • 学会等名: 13th International Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers
  • 発表場所: Oxford, UK
• [学会発表] Higher order terms of the guiding-centre transformation and the gyrokinetic quasi-neutrality condition (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato, B. D. Scott, M. Yagi
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Effects of strong E×B flow on gyrokinetics (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Miyato
  • 学会等名: 23^<rd> IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: 韓国 大田
  • 年月日: 2010-10-13
• [学会発表] Gyrokinetic studies of turbulence, equilibrium and flows in the tokamakedge (2010)
  • 著者名/発表者名: B.D.Scott
  • 学会等名: 23^<rd> IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: 韓国 大田
  • 年月日: 2010-10-13
• [学会発表] Effects of strong ExB flow on gyrokinetics (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato, B. D. Scott, S. Tokuda, M. Yagi
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejeon, Korea
• [学会発表] Gyrokinetic studies of turbulence, equilibrium and flows in the tokamak edge (2010)
  • 著者名/発表者名: B. D. Scott, F. Da Silva, A. Kendl, N. Miyato, T. Ribeiro
  • 学会等名: 23rd IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Daejeon, Korea
• [学会発表] Fluid moments in a reduced model with large flow (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Miyato, B. D. Scott
  • 学会等名: 第27回プラズマ核融合学会年会
  • 発表場所: 北海道大学, 札幌
• [備考]
  • URL: http://www-jt60.naka.jaea.go.jp/theory/staff/miyatoJ.html
• [備考] JT-60ホームページ
  • URL: http://www-jt60.naka.jaea.go.jp/theory/staff/miyatoJ.html
• [備考] JT-60ホームページ
  • URL: http://www-jt60.naka.jaea.go.jp/theory/staff/miyatoJ.html
• [備考]
  • URL: http://www-jt60.naka.jaea.go.jp/theory/staff/miyatoJ.html
• [備考]
  • URL: http://www-jt60.naka.jaea.go.jp/theory/staff/miyatoJ.html