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水素原子・水素分子の内部状態を精密に考慮した核融合周辺プラズマ解析コードの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25400532
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関信州大学

研究代表者

澤田 圭司  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (40262688)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード水素原子 / 水素分子 / 衝突輻射モデル / 中性粒子輸送コード / 振動状態 / 回転状態 / 分子活性化再結合 / 非接触プラズマ / ダイバータプラズマ / 再結合プラズマ / 重水素分子 / 輻射輸送 / 核融合プラズマ / 周辺プラズマ / 原子・分子過程 / 内部状態
研究成果の概要

始状態の振動・回転状態に大きく依存するプラズマ中の水素分子の各種反応の速度係数を計算するため、電子・振動・回転状態の計4133準位を区別した水素分子衝突輻射モデルを構築した。これを用いて原型炉非接触プラズマに水素分子(300 Kのポピュレーション分布)が入射した場合の電子・振動・回転状態ポピュレーションの時間変化を計算して分子活性化再結合等の速度係数を計算した。
我々が従来から開発を進めている中性粒子輸送コードには、水素原子の衝突により水素分子の振動・回転状態が変化する過程を新たに組み込んだ。また方位量子数まで扱う水素原子衝突輻射モデルを構築した。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Rovibrationally Resolved Time-Dependent Collisional-Radiative Model of Molecular Hydrogen and Its Application to a Fusion Detached Plasma2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sawada and M. Goto
    • 雑誌名

      Atoms

      巻: 29 号: 4 ページ: 1-26

    • DOI

      10.3390/atoms4040029

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Particle source and edge confinement study based on spectroscopic daignosis in the LHD2016

    • 著者名/発表者名
      M. Goto, K. Sawada, T. Oishi, S. Morita
    • 雑誌名

      Plasma Physics and Controlled Fusion

      巻: 58 号: 8 ページ: 0840011-5

    • DOI

      10.1088/0741-3335/58/8/084001

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photon Trapping Effects in DEMO Divertor Plasma2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hoshino, K. Sawada, R. Idei, N. Asakura, K. Shimizu, S. Tokunaga, N. Ohno
    • 雑誌名

      Contributions to Plasma Physics

      巻: 56 号: 6-8 ページ: 657-662

    • DOI

      10.1002/ctpp.201610039

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen atomic and molecular emission locations and intensities in the LHD edge plasma determined from simultaneously observed polarization spectra2015

    • 著者名/発表者名
      K. Fujii, K. Sawada, M. Goto, S. Morita, M. Hasuo
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 10 号: 0 ページ: 3402041-3402041

    • DOI

      10.1585/pfr.10.3402041

    • NAID

      130005302889

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy density dependence of hydrogen combustion efficiency in atmospheric pressure microwave plasma2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida, N. Ezumi, K. Sawada, Y. Tanaka, M. Tanaka, K. Nishimura
    • 雑誌名

      FUSION SCIENCE AND TECHNOLOGY

      巻: 67 号: 3 ページ: 650-653

    • DOI

      10.13182/fst14-t102

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of electron temperature and density at plasma edge in the Large Helical Device with opacity-incorporated helium collisional-radiative model2014

    • 著者名/発表者名
      M. Goto, K. Sawada
    • 雑誌名

      Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer

      巻: 137 ページ: 23-28

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Study of the H<sup>0 </sup>Atomic Density and the Balmer Line Intensity Profiles in a Hydrogen Negative Ion Source with the Effect of Non-Equilibrium Electron Energy Distribution Function2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shibata, M. Kashiwagi, A. Hatayama, K. Sawada, T. Inoue, and M Hanada
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 9 号: 0 ページ: 1401011-1401011

    • DOI

      10.1585/pfr.9.1401011

    • NAID

      130004678542

    • ISSN
      1880-6821
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ダイバータにおける熱流制御とプラズマ材料相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      菊池祐介,澤田圭司,高村秀 一,上田良夫,永田正義
    • 雑誌名

      Journal of Plasma and Fusion Research

      巻: 90 ページ: 480-488

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子・振動・回転状態を区別した水素分子衝突輻射モデルの構築2016

    • 著者名/発表者名
      澤田圭司
    • 学会等名
      第33回 プラズマ・核融合学会 年会
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水素・ヘリウムRFプラズマのエシェル分光器を用いた紫外・可視領域発光線解析2016

    • 著者名/発表者名
      谷口秀夫,澤田圭司,秋山真範,田中智尋,松崎秀平,LE TRUNG TUYEN,江角直道,後藤基志
    • 学会等名
      第33回 プラズマ・核融合学会 年会
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水素分子振動回転状態を考慮した中性粒子輸送コードによるRFプラズマの水素原子・分子発光線解析2016

    • 著者名/発表者名
      早川立起,澤田圭司,谷口秀夫,前田晋之介,大内健,田中智尋,秋山真範,江角直道
    • 学会等名
      第33回 プラズマ・核融合学会 年会
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Collisional-radiative model of molecular hydrogen2016

    • 著者名/発表者名
      Keiji Sawada
    • 学会等名
      IAEA CRP on atomic and molecular data for state-resolved modelling of hydrogen and helium and their isotopes in fusion plasma
    • 発表場所
      オーストリア・ウィーン
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LHD における中性粒子電離位置に関する考察2015

    • 著者名/発表者名
      後藤基志,澤田圭司
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第32回年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] RF ヘリウムプラズマにおけるヘリウム原子の励起準位ポピュ レーションバランス2015

    • 著者名/発表者名
      木ノ脇慎平,早川立起,谷口秀夫,松本展明,澤田圭司, 後藤基志
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第32回年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] LHD 第一壁に入射する水素原子・ヘリウム原子エネルギー分 布の中性粒子輸送コードを用いた計算2015

    • 著者名/発表者名
      澤田圭司,坂本隆一,後藤基志,中村浩章,斎藤誠紀
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第32回年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 重水素分子衝突輻射モデルの構築2015

    • 著者名/発表者名
      日高慎一,澤田圭司,松本展明,木ノ脇慎平,早川立起,谷口秀夫
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第32回年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] LHDにおける水素原子・分子およびヘリウム原子の発光線解析2014

    • 著者名/発表者名
      澤田圭司,藤井恵介,後藤基志,蓮尾昌裕
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第31回年会 PLASMA2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市中央区万代島)
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘリウム原子発光線の輻射輸送収束計算2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木敬弘,山本海地,宮本雄矢,澤田圭司,後藤基志
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第31回年会 PLASMA2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市中央区万代島)
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] RFプラズマにおける水素・重水素およびヘリウムの発光線解析2014

    • 著者名/発表者名
      田中大介,西山直登,木ノ脇慎平,日高慎一,谷口秀夫,早川立起,藤原大輔,吉田 拓,澤田圭司
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第31回年会 PLASMA2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市中央区万代島)
    • 年月日
      2014-11-11 – 2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素原子の輻射輸送を考慮した水素原子・分子中性粒子輸送 コードの構築2013

    • 著者名/発表者名
      出井諒,澤田圭司
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第30回年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子・振動・回転状態を考慮した水素分子衝突輻射モデルの構 築2013

    • 著者名/発表者名
      谷口和成,澤田圭司,鈴木 岳,江角直道
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第30回年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間依存シュレディンガ―方程式による水素原子の電子衝突励 起断面積の計算2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木敬弘,澤田圭司,出井諒
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第30回年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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