核融合炉環境における弾き出しおよび堆積現象の高精度かつ高速計算モデルの開発

• 研究課題/領域番号: 24K00617
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分14020:核融合学関連
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 伊藤 篤史 核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (10581051)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2028年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2027年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 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: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2024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: プラズマ－壁相互作用 / スパッタリング / 堆積 / 動的モンテカルロ法 / 分子シミュレーション

研究開始時の研究の概要

ITERや核融合原型炉など高フラックスのプラズマ照射環境では、ダイバータの熱負荷に限らず、弾き出しと堆積現象も閉じ込めとトリチウム蓄積に関わる重要課題である。しかし現状では、弾き出しに関しては信頼性の低いレガシーなモデルが使われており、堆積現象に至っては決定的な計算手法が存在しない。この状況を打破する為、2つの現象に共通した理論的課題を、原子移動のエネルギー障壁モデル開発として捉えなおす。機械学習ポテンシャル開発を参考に原子の移動方向という追加の変数を加えることで、エネルギー障壁の高精度・高速予測を可能にする。それを用いて、実験と対比可能な弾き出し・堆積シミュレーションモデルを構築する。