高速イオン駆動型不安定性における多種粒子の運動論的効果

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15K06652
• 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: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 藤堂 泰 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (00249971)
• 研究協力者: WANG Hao ; 關 良輔 ; 佐藤 雅彦
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 高速イオン駆動不安定性 / シミュレーション / 運動論的効果 / 熱イオン / 高エネルギー電子

研究成果の概要

核融合発電を目的として、核融合反応から発生するアルファ粒子が燃料粒子を加熱することにより核融合反応に必要な高温を自律的に保持する核融合燃焼プラズマの実現が期待されている。アルファ粒子などの高速イオンが駆動する不安定性は、高速イオンの閉じ込めを劣化させる可能性があるため重要な研究課題である。高速イオンと電磁流体のハイブリッドシミュレーションプログラムを、熱イオンや高エネルギー電子も同時に取り扱うことができるように拡張することに成功し、これらの粒子が高速イオン駆動不安定性に及ぼす効果を解明した。

自由記述の分野

核融合、プラズマ物理、計算機シミュレーション

研究成果の学術的意義や社会的意義

将来の核融合炉では核融合反応から発生する高速アルファ粒子が燃料粒子を加熱することにより、核融合反応に必要な高温を自律的に保持することが期待されている。本研究において開発したハイブリッドシミュレーションプログラムにより、将来の核融合炉において重要な高速アルファ粒子分布の予測精度が大きく向上する。これにより、信頼性の高い運転シナリオの提案や核融合炉の設計、さらには核融合発電の早期実現に貢献できる。