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開放系プラズマにおける突発的電磁流体現象の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23561009
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 核融合学
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

石井 康友  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ヶ所核融合研究所, 研究主幹 (70354579)

研究分担者 宮戸 直亮  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ヶ所核融合研究所, 研究主幹 (80370477)
松山 顕之  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ヶ所核融合研究所, 研究員 (90581075)
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード核融合 / トカマク / プラズマ / 非線形応答 / 磁気再結合 / 非局所応答 / ディスラプション / 電磁流体力学 / MHD / 外部揺動 / multi scale / 突発現象 / 電磁流体現象 / 非線形 / 新古典効果 / 外部搖動 / 外部駆動磁気島 / 突発的成長 / 非共鳴
研究成果の概要

新古典粘性効果、FLR補正、有限抵抗シェル、制御コイルによるMHD制御機能などを含む拡張MHDモデルに基づくトロイダルMHDコードを開発した。これらのコードにより、外部搖動による磁気島成長過程の研究を行い外部搖動と内部磁気島の非線形応答を明らかにした。トロイダル簡約化MHDコードと粒子コードを結合し、磁場そのものが乱雑にならない場合にも電子軌道がカオス的に散乱される機構を見いだした。
本研究により、摂動磁場印加、内部での逃走電子電流の発生、磁気リコネクション、磁気島の成長、不純物の影響など、トカマク放電の大域的崩壊を説明するのに必要となる物理を含んだ統合型の非線形MHD・流体モデルを開発した。

報告書

(6件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] On push-forward representations in the standard gyrokinetic model2015

    • 著者名/発表者名
      N. Miyato, M. Yagi, B. D. Scott
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 22

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 逃走電子のカオス2015

    • 著者名/発表者名
      松山顕之
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 91 ページ: 204-208

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Drift resonance effect on stochastic runaway electron orbit in the presence of low-order magnetic perturbations2014

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuyama, M. Yagi, Y. Kagei, and N. Nakajima
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 54 号: 12 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1088/0029-5515/54/12/123007

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Reduced MHD modeling of runaway electron generation and avalanche by EXTREM2016

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuyama, N. Aiba, M. Yagi
    • 学会等名
      Joint Meeting of US-Japan MHD workshop and 27th ITPA MHD Disruption and Control Topical Group
    • 発表場所
      核融合科学研究所(岐阜県・土岐市)
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic-MHD hybrid equilibrium model using a Monte-Carlo calculation of runaway electron distribution function2015

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuyama, N. Aiba, M. Yagi
    • 学会等名
      57th APS Annual Meeting of the Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Savannah, 米国
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of turbulence on the edge-core coupling in tokamak plasmas with transient edge source/sink2015

    • 著者名/発表者名
      N. Miyato, M. Yagi
    • 学会等名
      15th International Workshop on H-mode Physics and Transport Barriers
    • 発表場所
      ガルヒンク、独国
    • 年月日
      2015-10-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gyrokinetic model beyond the standard ordering2015

    • 著者名/発表者名
      N. Miyato
    • 学会等名
      15th International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム甍~I・RA・KA~(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 標準ジャイロ運動論モデルにおける粒子フラックスの押し出し表現の比較2014

    • 著者名/発表者名
      宮戸直亮、矢木雅敏、スコット・ブルース
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Simulation of energy-dependent stochastic transport induced by low-order MHD instabilities2014

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuyama, M. Yagi, Y. Ishii, N. Aiba, and Y. Kagei
    • 学会等名
      25th Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      St. Petersbug, Russia
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ジャイロ運動論モデルにおける流体モーメントの押し出し表現について2014

    • 著者名/発表者名
      宮戸直亮
    • 学会等名
      「高自律燃焼プラズマ中の輸送の理解に向けたトロイダルプラズマにおける
    • 発表場所
      土岐市
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] トロイダルプラズマにおける外部磁場揺動による強制磁気再結合2013

    • 著者名/発表者名
      石井康友
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会第30回年回
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonlinear Acceleration Mechanism of Collisionless Magnetic Reconnection2012

    • 著者名/発表者名
      M.Hirota, P.J.Morrison, Y.Ishii, M.Yagi, N.Aiba
    • 学会等名
      24th IAEA meeting for the 24 fusion energy conference
    • 発表場所
      米国、サンディエゴ
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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