運動論的効果を取り入れた流体モデルによる非接触ダイバータプラズマの動的挙動の解明

• 研究課題/領域番号: 24760711
• 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: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 中村 誠 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 六ヶ所核融合研究所, 研究員 (80462886)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 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 / 周辺プラズマ / ダイバータ / 非接触プラズマ / 動的解析

研究成果の概要

イオン温度非等方性を考慮に入れ、ダイバータプラズマ流体の振る舞いを記述するために、従来のモデルを拡張した新しいダイバータプラズマ流体モデルを開発した。新たに開発したモデルを用いた周辺プラズマ解析により、プラズマが衝突領域にある場合、イオン温度は等方的であり従来のダイバータプラズマ流体モデルに基づく解析と一致するが、プラズマが無衝突領域にある場合、イオン温度の非等方性が確認された。さらに、新たに開発したモデルを用いて、シース入り口におけるプラズマの超音速流を記述できることを示した。新たなモデルを用いて評価した非等方的イオン温度を用いて粘性項を評価した。

研究成果

• [雑誌論文] SOL-divertor plasma simulations introducing anisotropic temperature with virtual divertor model (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Togo, T. Takizuka, M. Nakamura, K. Hoshino, Y. Ogawa
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 印刷中
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Divertor Study on DEMO Reactor (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshino, N. Asakura, K. Shimizu, S. Tokunaga, T. Takizuka, Y. Someya, M. Nakamura, H. Utoh, Y. Sakamoto, K. Tobita
  • 雑誌名: Plasma Fusion Res. 巻: 9 号: 0 ページ: 3403070-3403070
  • DOI: 10.1585/pfr.9.3403070
  • NAID: 130005432587
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of Neutral Particles on the Stability of the Detachment Fronts in Divertor Plasmas (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Togo, M. Nakamura, Y. Ogawa, K. Shimizu, T. Takizuka, K. Hoshino
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 8 号: 0 ページ: 2403096-2403096
  • DOI: 10.1585/pfr.8.2403096
  • NAID: 130005073263
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Radial Losses of Particle and Energy on the Stability of Detachment Front in a Divertor Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Togo, M. Nakamra, Y. Ogawa, K. Shimizu, T. Takizuka, K. Hoshino
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: 7 号: 0 ページ: 2403087-2403087
  • DOI: 10.1585/pfr.7.2403087
  • NAID: 130004467823
  • ISSN: 1880-6821
  • 査読あり
• [学会発表] Simulation Study of Detached Plasmas by Using One-Dimensional SOL-Divertor Fluid Code with Virtual Divertor Model (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Togo, T. Takizuka, M. Nakamura, K. Hoshino, K. Ibano, T.L. Lang, Y. Ogawa
  • 学会等名: 15th International Workshop on Plasma Edge Theory in Fusion Devices
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [学会発表] Improvement of One-Dimensional Fluid Modeling of the SOL-Divertor Plasmas and Neutrals Concerning the Anisotropy of Ion temperature and the Diffusion Coefficient of Neutrals (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Togo, T. Takizuka, M. Nakamura, K. Hoshino, K. Ibano, T.L. Lang, Y. Ogawa
  • 学会等名: 42nd European Physical Society Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-06-26
• [学会発表] SOL-divertor plasma simulations introducing anisotropic temperature with virtual divertor model (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Togo, T. Takizuka, M. Nakamura, K. Hoshino, Y. Ogawa
  • 学会等名: 21st International Conference on Plasma Surface Interactions in Controlled Fusion Devices (21st PSI)
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
  • 年月日: 2014-05-26 – 2014-05-30
• [学会発表] SOL-divertor plasma simulations introducing anisotropic temperature with virtual divertor model (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Togo, T. Takizuka, M. Nakamura, K. Hoshino, Y. Ogawa
  • 学会等名: 21st International Conference on Plasma Surface Interactions 2014
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Divertor Study on Demo Reactor (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hoshino, N. Asakura, K. Shimizu, S. Tokunaga, T. Takizuka, Y. Someya, M. Nakamura, H. Utoh, Y. Sakamoto, K. Tobita
  • 学会等名: 32nd International Toki Conference on “Large-scale Simulation and Fusion Science”
  • 発表場所: Toki, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] SONICとSOLPSによるJT-60U非接触ダイバータプラズマモデリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 星野一生、清水勝宏、滝塚知典、中村誠
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会 第29回年会
  • 発表場所: 福岡県春日市
• [学会発表] 中性粒子がダイバータプラズマの非接触フロントの安定性に与える効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東郷訓、中村誠、清水勝宏、滝塚知典、星野一生、小川雄一
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会 第29回年会
  • 発表場所: 福岡県春日市
• [学会発表] Effects of Neutral Particles on the Stability of Detachment Fronts in Divertor Plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Togo, M. Nakamura, Y. Ogawa, K. Shimizu, T. Takizuka, K. Hoshino
  • 学会等名: 22nd International Toki Conference
  • 発表場所: Toki, Japan