| 研究概要 |
1. 粒子間相互作用が大きなプラズマの解析の一つの主要な手段である計算機シミュレーションの方法の開発を,慣性核融合において燃料標的を爆縮する過程で生ずる相互作用の強い状態を対象として行った。
2. 核融合標的のような不均一や界面を含む場合には,大規模なシミュレーションが必要であり,計算機の単一CPUの高速化には限界があるから,大規模化は多数のCPUによる並列計算によらざるを得ない。この研究では並列PCクラスターによりシミュレーションを行った。
3. プラズマの大規模シミュレーションの基礎である古典イオン系に対して,周期境界条件の変形を許す,等温で,等圧または等積の大規模分子動力学法を開発した。応用として,電子による遮蔽を考慮した遮蔽クーロン力で相互作用する湯川系およびその混合物を解析し,外場の中における相図を求めた。さらに,クーロン相互作用を大規模系に対して計算する方法として有効な高速多重極展開法の具体的なプログラムを開発し,10万程度以上の粒子による微視的なシミュレーションを可能にした。
4. 電子系を含めたプラズマの量子力学的シミュレーションとして大規模化可能な,電子密度そのものを変数として扱う密度汎関数分子動力学法を実行した。具体的な対象として,液体金属領域にある水素プラズマをとりあげ,1000個程度の電子を含む系に対しても,実用的な計算時間でシミュレーションができることを示した。プラズマ相転移(圧力電離)より高密度側において,相転移点に近づくにつれ,電離度が低下し,電子による陽子の電荷の遮蔽が強くなる様子を,電子分布を可視化することにより明瞭に示した。更に,密度汎関数分子動力学法の結果を較正するための第一原理に基づく分子動力学法の開発も行った。
|
