安全性向上の観点からの核融合発電プラントシステム設計最適化

• 研究課題/領域番号: 24760704
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 後藤 拓也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (30509518)
• 研究協力者: 田中 照也
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 核融合炉システム設計 / プラズマ運転制御シナリオ / トリチウムバランス / 安全性 / 設計パラメータ最適化

研究成果の概要

本研究では簡易モデルながら核融合炉のプラントシステム全体を記述し種々の物理・工学設計パラメータとプラント性能の関係を記述することのできるシステムコードと、核融合炉の燃料であるトリチウムのプラントシステム内での循環を記述するモデル、そして核融合炉の立ち上げから定常運転に至るまでのプラズマ運転シナリオを解析するモデルを組み合わせたプラントシステム解析コードを構築した。これによりプラントシステムの性能評価の定量的精度が大きく向上し、核融合炉の設計領域解析や、各プラント機器の設計最適化につながる成果が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a Real-time Simulation Tool towards Self-consistent Scenario of Plasma Start-up and Sustainment on Helical Fusion Reactor FFHR-d1 (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Goto, J. Miyazawa, R. Sakamoto, Y. Suzuki, C. Suzuki, R. Seki, S. Satake, B. Huang, M. Nunami, M. Yokoyama, A. Sagara and the FFHR Design Group
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 57 号: 6 ページ: 066011-066011
  • DOI: 10.1088/1741-4326/aa6870
  • NAID: 120007098365
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Integrated physics analysis of plasma start-up scenario of helical reactor FFHR-d1 (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Goto, J. Miyazawa, R. Sakamoto, R. Seki, C. Suzuki, M. Yokoyama, S. Satake, A. Sagara and The FFHR Design Group
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 55 号: 6 ページ: 063040-063040
  • DOI: 10.1088/0029-5515/55/6/063040
  • NAID: 120007098364
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Integrated Physics Analysis of Plasma Start-up Scenario of Helical Reactor FFHR-d1 (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Goto, J. Miyazawa, R. Sakamoto, R. Seki, C. Suzuki, M. Yokoyama, S. Satake, A. Sagara, the FFHR Design Group
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: 未定
  • NAID: 120007098364
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Study on the operational control of helical fusion reactor FFHR-d1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Goto, Junichi Miyazawa, Ryuichi Sakamoto, Osamu Mitarai, Akio Sagara, the FFHR Design Group
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 89 号: 9-10 ページ: 2451-2455
  • DOI: 10.1016/j.fusengdes.2014.03.015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Development of a Real-time Simulation Tool towards Self-consistent Scenario of Plasma Start-up and Sustainment on Helical Fusion Reactor FFHR-d1 (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Goto, J. Miyazawa, R. Sakamoto, C. Suzuki, R. Seki, S. Satake, B. Huang, M. Nunami, M. Yokoyama, A. Sagara and the FFHR Design Group
  • 学会等名: 26th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Examination of plasma operation control scenario and operation regime of the LHD-type helical reactor FFHR (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Goto, Junichi Miyazawa, Ryuichi Sakamoto, Ryosuke Seki, Chihiro Suzuki, Masayuki Yokoyama, Akio Sagara and the FFHR Design Group
  • 学会等名: 20th International Stellarator/Heliotron Workshop (ISHW2015)
  • 発表場所: Greifswald, Germany
  • 年月日: 2015-10-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] System Design of Heliotron-type Rector FFHR (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Goto, Akio Sagara and the FFHR Design Group
  • 学会等名: 26th Symposium on Fusion Engineering (SOFE2015)
  • 発表場所: Austin, Texas, USA
  • 年月日: 2015-05-31
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ヘリカル核融合炉FFHRのプラズマ立ち上げの物理解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤 拓也、坂本 隆一、宮澤 順一、鈴木 千尋、關 良輔、横山 雅之、相良 明男、FFHR設計グループ
  • 学会等名: Plasma Conference 2014/プラズマ・核融合学会第31回年会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] Improvement of the cost and BOP models for LHD-type helical fusion reactors (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Goto, J. Miyazawa, H. Tamura, T. Tanaka, N. Yanagi, A.Sagara and the FFHR Design Group
  • 学会等名: 24th International Toki Conference
  • 発表場所: Toki, Gifu, Japan
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [学会発表] Integrated Physics Analysis of Plasma Operation Control Scenario of Helical Reactor FFHR-d1 (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Goto, R. Sakamoto, J. Miyazawa, R. Seki, C. Suzuki, M. Yokoyama, A. Sagara, the FFHR Design Group
  • 学会等名: 25th IAEA Fusion Energy Conference
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
  • 年月日: 2014-10-13 – 2014-10-18
• [学会発表] LHD型ヘリカル核融合炉のコストモデルの改良とシステム設計への適用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤 拓也、宮澤 順一、田村 仁、田中 照也、柳 長門、相良 明男、FFHR設計グループ
  • 学会等名: 第10回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: エポカルつくば（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-06-20 – 2014-06-21
• [学会発表] Study on the operational control of helical fusion reactor FFHR-d1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya Goto, Junichi Miyazawa, Ryuichi Sakamoto, Osamu Mitarai, Akio Sagara, the FFHR Design Group
  • 学会等名: 11th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
  • 発表場所: Barcelona, Spain
• [学会発表] LHD型ヘリカル核融合炉FFHRのプラズマ運転制御シナリオ (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤拓也、宮澤順一、坂本隆一、御手洗修、相良明男、FFHR設計グループ
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第30回年会
  • 発表場所: 東工大大岡山キャンパス
• [学会発表] Development of System Design Code for Heliotron Reactors and Helical DEMO Reactor FFHR-d1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Goto
  • 学会等名: 10th Coordinated Working Group Meeting (CWGM10)
  • 発表場所: IPP Greifswald, Germany
• [学会発表] LHD型ヘリカル原型炉FFHR-d1の立ち上げシナリオ (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤 拓也、宮澤 順一、坂本 隆一、御手洗 修、相良 明男、FFHR設計グループ
  • 学会等名: 第9回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] Study on start-up scenario of the LHD-type helical fusion reactor (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Goto, Junichi Miyazawa, Ryuichi Sakamoto, Osamu Mitarai, Akio Sagara and the FFHR Design Group
  • 学会等名: 20th ANS Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy (TOFE20)
  • 発表場所: Hutton Hotel, Nashville, Tennessee, USA
• [学会発表] LHD型ヘリカル核融合炉FFHRの立ち上げシナリオ最適化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤拓也、宮澤順一、坂本隆一、御手洗修、相良明男、FFHR設計グループ
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第29回年会
  • 発表場所: クローバープラザ（福岡県春日市）