| 研究課題/領域番号 |
05452389
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
五十嵐 一 北海道大学, 工学部, 助手 (90212737)
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| 研究分担者 |
槌本 昌則 北海道大学, 工学部, 講師 (40207402)
川口 秀樹 北海道大学, 工学部, 助手 (90234046)
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| キーワード | ブートストラップ電流 / MHDプラズマ / MHD平衡 / 自由境界 / バナナ軌道 / 新古典理論 / 定常運転 / 摩擦・粘性行列 |
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| 研究概要 |
トカマク型核融合炉において、プラズマを十分高温に加熱するとブートストラップ電流と呼ばれる電流が自然に流れる。このブートストラップ電流をプラズマの閉じ込めに利用できるならば、核融合炉の定常運転化が可能となり、その発電効率を飛躍的に上げることができると考えられている。本研究は、トカマク型核融合炉において種々の磁界配位における上記のブートストラップ電流量を数値計算するとともに、ブートストラップ電流がプラズマの平衡・閉じ込め配位に与える影響を数値解析により明らかにしようとするものである。
平成5年度の研究により、磁気面平均電流の磁界配位依存性を仮定した場合のプラズマ平衡解析コードがほぼ完成したので、平成6年度においてはこのコードをさらに拡張し、以下の様な解析を行った。まずHirshmanらの近似よるプラズマの粘性・摩擦行列を用いて熱バランス方程式を反復計算により解析し、ブートストラップ電流・オーミック電流・反磁場電流の分布を比較した。断面積一定でアスペクト比を小さくすると磁場勾配が大きくなり、ブートストラップ電流量は増加する。また、トロイダル磁場一様の下で総電流量が22MAと15MAの場合を比較すると、15MAの場合の方が総電流量は小さくなるものの、ポロイダル磁場成分の影響で磁場のピッチが大きくなり、ブートストラップ電流が総電流に占める割合は大きくなることがわかった。プラズマ密度と温度の関係を、温度一定と圧力の1/2乗に比例の2種類の仮定の下で解析し、温度一定の場合の方がブートストラップ電流が小さめに評価されることを明らかにした。
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