| 研究課題/領域番号 |
23K22473
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01202 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
藤田 隆明 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70354602)
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| 研究分担者 |
岡本 敦 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50396793)
星野 一生 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (50513222)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | ダイバータ配位 / 境界層プラズマ / プラズマ流 / 不純物輸送 / トロイダルドリフト / 不純物イオン流速 / 熱力 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
内部コイルを用いてダイバータ配位の環状プラズマを生成し、その境界層におけるプラズマ流や不純物イオンの流速などを詳細に計測する。三角形度などプラズマ断面形状を様々に変えた実験を実施し、ダイバータプラズマシミュレーションコードの結果と比較する。これにより、プラズマ流に対するイオンドリフトの効果を明らかにするとともに実験的な裏付けのある不純物輸送モデルを提案する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、プラズマ内部コイルを用いた装置によりダイバータ配位の環状プラズマを生成し、その境界層におけるプラズマ流や不純物イオンの流速などを詳細に計測してそれらに対するイオンドリフトの効果を明らかにすることを目的とする。
2024年度には装置を完成させ、プラズマ生成実験を開始することを最大の目標とした。プラズマ内部コイル本体、同支持器具、同カバーを組み立ててTFコイルの中心部に固定した。その後、真空容器を組み立て、真空排気系、マイクロ波入射系、ガス供給系などを接続した。真空容器の胴部および上面フランジにはTOKASTAR-2装置のそれらにポートを追加する加工を行なって再利用した。真空排気系、マイクロ波入射系、ガス供給系もTOKASTAR-2装置のものの再利用であるが装置設置位置（赤道面の高さ）の変更に伴って改造や新規部品の設計・製作を行なった。2025年1月に組み立てを完了して真空排気を開始し、2月にプラズマ生成実験を開始し、目標を達成した。
プラズマ流計測に用いる30チャンネル（空間分解能2mm）のマッハプローブの信号取り出し線、計測回路などを整備し、直線型プラズマ実験装置（NUMBER）に取り付けてプラズマ流の計測を行った。
NUMBERのアルゴンプラズマの分光計測を行い、アルゴン原子、1価イオンからの線スペクトルに加えて、アルゴン2価イオンからの線スペクトルをNUMBERで初めて同定した。アルゴンについての衝突輻射モデルを開発し、アルゴン原子、アルゴン1価イオン、アルゴン2価イオンの存在比を推定した。
ダイバータプラズマシミュレーションについては、壁形状、磁場平衡データに基づきモデル体系を構築した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
ダイバータシミュレーション計算の着手など一部遅れている項目はあるものの、今年度の最大のマイルストーンとしていたプラズマ生成実験の開始を達成しており、おおむね順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
静電プローブ、マッハプローブの設置などプラズマ計測器を充実させ、電子密度、電子温度、プラズマ流速などの基本的なパラメータを評価する。蛍光法を用いた電子軌道計測を行い、磁気面形状のコイル電流依存性を確認する。それらに基づいて、プラズマ流速の磁気面形状依存性のデータを取得する。ダイバータプラズマシミュレーションについては、研究協力者だけでなく研究室内でも実施できる体制を整えて推進する。
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