| 研究課題/領域番号 |
24K00613
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
井戸 毅 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (50332185)
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| 研究分担者 |
長谷川 真 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (00325482)
木下 稔基 九州大学, 応用力学研究所, 助教 (40983408)
森高 外征雄 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (20554372)
中村 浩章 核融合科学研究所, 研究部, 教授 (30311210)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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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 |
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2027年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2026年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2025年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2024年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | プラズマ乱流 / アスペクト比依存性 / 重イオンビームプローブ / 反射計 / 平衡配位 / ジャイロ運動論シミュレーション / 磁場閉じ込めプラズマ / 乱流 / アスペクト比 / スケーリング / 核融合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
低アスペクト比（トーラス形状の大半径Rと小半径aの比: R /a）を持つ球状トカマクは基本的な磁場構造は標準的なトカマクと同じであるにもかかわらず、そのエネルギー閉じ込め時間の物理パラメータ依存性は、標準的なトカマクのそれと大きく異なっている。本研究は、アスペクト比を球状トカマクから標準的なトカマクの領域まで変化させることができるプラズマ生成手法を開発し、ここに静電乱流と電磁乱流の計測システムと数値シミュレーションシステムを導入することにより、乱流輸送の観点からプラズマ閉じ込めのアスペクト比依存性の物理機構の解明に取り組む。
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| 研究実績の概要 |
輸送現象の主要因である乱流およびそれらに影響を与える電位分布を同時に計測可能な重イオンビームプローブ（HIBP）の導入を進めた。本年度の整備によりビームラインの設置が完了した。ビームの引き出しと加速を行い、ビームを計測対象であるQUESTに入射する上で十分なビーム径に収束させられることが確認できた。
HIBPと同時に稼働させることにより、長距離相関や大規模構造を検出するためのドップラー反射計の開発も進み、模擬ターゲットを用いた単体試験は完了し、QUEST本体への設置が完了した。ただし、実験予定のQUESTの不具合により、プラズマ実験への適用は来年度以降に持ち越しとなった。
トムソン散乱計測による電子温度、電子密度分布計測の精密化のための受光系駆動機構の開発に関しては、ステッピングモーター駆動光学ステージの駆動ソフトウェアの開発と動作試験が進み、2024年度後半から光学ステージの実機への導入作業を実施中である。
QUESTにおけるプラズマの配位調整に関しては、今年度の実験によりダイバータ配位の生成に成功した。今後加熱装置の整備状況に合わせ、アスペクト比スキャンのための配位の調整を試みる。
ジャイロ運動論コードXGCの導入も進み、QUESTの真空容器モデルを導入し、平衡計算によって得られた配位とこれまでの実験結果から予想されるプラズマパラメーターを用いて計算を行い、初期的な結果が得られた。この計算においては、イオン温度勾配モード及び捕捉電子モードが不安定化される場合があることが示され、トーラスのアスペクト比依存性が見られた。
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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
本年度は、計測器の整備、平衡配位の検討、ジャイロ運動論コードの導入が目標であったが、計測器の導入と単体での動作試験、計算コードの動作確認が当初計画通り進み、次年度向けて本研究を問題無く計画通り継続できることを確認できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
ほぼ計画通りに進んでおり、引き続き当初計画に沿って進めていく予定である。ただし、実験を行うQUEST全体計画の変更があるため、その影響を受けるHIBPの入射ビームの最適パラメータの探索は、ほぼ同じビームを使用する他装置において別途実施することにより、遅延が発生しないように実施する。
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