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核融合原型炉での大熱流処理に向けた先進ダイバータのシミュレーション設計と検証

研究課題

研究課題/領域番号 25420899
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 核融合学
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

朝倉 伸幸  国立研究開発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, 研究主幹 (10222572)

研究分担者 星野 一生  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 (50513222)
連携研究者 清水 勝宏  日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門那珂核融合研究所, 研究嘱託 (30391262)
宇藤 裕康  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 (50566247)
染谷 洋二  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, 任期付き研究員 (20589345)
飛田 健次  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, 研究主幹 (50354569)
中村 誠  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, 任期付き研究員 (80462886)
坂本 宜照  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, 研究副主幹 (30354583)
大野 哲靖  名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (60203890)
増崎 貴  核融合科学研究所, 研究力強化戦略室, 教授 (80280593)
小林 政弘  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (30399307)
田中 宏彦  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (60609981)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード先進ダイバータ / 原型炉設計 / スーパーX型ダイバータ / ダイバータシミュレーション / 非接触プラズマ / 放射損失 / インターリンクコイル / 原型炉概念設計 / 不純物ガス入射 / 国際情報交換 / 米国 / 雪結晶型ダイバータ / プラズマ平衡磁場
研究成果の概要

核融合炉では高温プラズマから対向材を保護するダイバータの設計が重要であり、本研究では磁場形状を工夫した「先進ダイバータ」と呼ばれる新たな概念と課題を工学と物理面から明らかにした。先進プラズマ平衡コードを開発し、インターリンクコイルの配置や製作概念の提案を行った。プラズマ輸送シミュレーションを実施し、プラズマを低温化し熱負荷を通常ダイバータの30-50%程度に低減可能と考えられる。現状では、実験やシミュレーション結果の利点よりも、インターリンクコイル製作など工学的開発の負担が大きいと考えられ低コスト化が必要であるが、より効果的な磁場及び幾何形状に改善し、その予測精度を上げることが課題である。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Simulation Study of Power Exhaust in Short Super-X Divertor for a Tokamak Reactor2015

    • 著者名/発表者名
      N. Asakura, K. Hoshino, K. Shimizu, K. Shinya, H. Utoh, S. Tokunaga, K. Tobita, N. Ohno
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 463 ページ: 1238-1242

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2015.01.068

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of Advanced Divertor Magnetic Configuration for Demo Tokamak Reactor2013

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Asakura, Kichiro Shinya, Kenji Tobita, Kazuo Hoshino, Katsuhiro Shimizu, Hiroyasu Utoh, Youji Someya, Makoto Nakamura, Noriyashu Ohno, Masahiro Kobayashi, Hirohiko Tanaka
    • 雑誌名

      Transactions of Fusion Science and Technology

      巻: 63 ページ: 70-75

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 核融合出力1.5GWレベルの原型炉におけるダイバータの物理及び工学概念設計の現状2015

    • 著者名/発表者名
      朝倉伸幸, 星野一生, 宇藤裕康, 染谷洋二, 徳永晋介, 清水勝宏, 鈴木哲, 飛田健次, 大野哲靖, 上田良夫, 木村晃彦, 日渡良爾
    • 学会等名
      第32回プラズマ・核融合学会 年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(愛知県・ 名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Conceptual Design Study of the Divertor and Power Exhaust for 1.5-2 GW Fusion Power Demo Reactor2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Asakura, Kazuo Hoshino,Hiroyasu Utoh, Yoji Someya, Suzuki Satoshi, Ezato Koichiro, Shinsuke Tokunaga, Katsuhiro, Shimizu, Sakamoto Yoshiteru, Nakamura Makoto, Kenji Tobita, Ueda Yoshio, Noriyashu Ohno, Kimura Akihiko
    • 学会等名
      12th International Symposium on Fusion Nuclear Technology (ISFNT)
    • 発表場所
      Jeju Island (South Korea)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原型炉における先進ダイバータ「short super-X divertor」の概念設計研究討2014

    • 著者名/発表者名
      朝倉伸幸、星野一生、宇藤 裕康、新谷吉郎、徳永晋介、清水勝宏、染谷洋二、大野哲靖、飛田健次
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Physics and Engineering Studies of the Advanced Divertor for a Fusion Reactor2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Asakura, Kazuo Hoshino, Hiroyasu Utoh, Kichiro Shinya, Youji Someya, Katsuhiro Shimizu, Shinsuke Tokunaga, Kenji Tobita, Noriyashu Ohno, Masahiro Kobayashi, Hirohiko Tanaka
    • 学会等名
      25th IAEA Fusion Energy Conference (FEC) 2014
    • 発表場所
      Park Inn by Radisson Hotel, St Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 原型炉における先進ダイバータ “Short Super-X Divertor”の検討2014

    • 著者名/発表者名
      朝倉伸幸、星野一生、宇藤 裕康、染谷洋二、清水勝宏、新谷吉郎、徳永晋介、飛田健次、大野哲靖
    • 学会等名
      第10回 核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(エポカルつくば)、つくば
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Simulation Study of Power Load with Impurity Seeding in Advanced Divertor Configurations for a Tokamak Reactor2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Asakura, Kazuo Hoshino, Katsuhiro Shimizu, Shinsuke Tokunaga, Kichiro Shinya, Hiroyasu Utoh, Noriyashu Ohno
    • 学会等名
      21st Int. Conf. Plasma Surface Interactions in Controlled Fusion Devices
    • 発表場所
      Ishikawa ONGAKUDO, Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] トカマク原型炉の先進ダイバータ概念設計における物理および工学要素の検討2013

    • 著者名/発表者名
      朝倉伸幸、新谷吉郎、星野一生、宇藤 裕康、染谷洋二、飛田健次、徳永晋介、中村誠、坂本宜照、大野哲靖
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第30回年会
    • 発表場所
      東京都 大岡山 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] Physics and Engineering Studies of Advanced Divertors for Tokamak Demo2013

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Asakura, Kazuo Hoshino, Hiroyasu Utoh, Kichiro Shinya, Youji Someya, Katsuhiro Shimizu, Kenji Tobita, Shinsuke Tokunaga, Noriyashu Ohno
    • 学会等名
      2nd IAEA DEMO Programme Workshop
    • 発表場所
      IAEA Headquarters, Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究開発成果検索・閲覧システム(JOPSS)

    • URL

      http://jolissrch-inter.tokai-sc.jaea.go.jp/search/servlet/interSearch

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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