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2017 年度 実績報告書

トカマクプラズマにおける燃料プラズマ-不純物ハイブリッド輸送コードの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16J06169
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

矢本 昌平  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
キーワード境界層プラズマ / タングステン / シミュレーション / 不純物
研究実績の概要

本研究は,核融合発電実現に向けて,信頼性の高いプラズマ-不純物ハイブリッド輸送コードを開発することを目標に,以下の小目標を設定し,研究を行ってきた:1,SOLPS-ITER IMPGYRO統合コードの開発,およびさらなるモデル高度化,2,SOLPS-ITERによる不純物輸送結果とIMPGYROコードの計算結果の比較,3,タングステン壁による実験との比較による妥当性検討.本年度は,特に1について大きな進展があった.
まず,モデルの高度化においては,従来の不純物輸送コードでは影響が無視されてきた熱力の運動論的効果を私が開発を行っている不純物輸送コードIMPGYROに導入し,その効果が無視できないことを示した.また,ITER機構にて開発中のSOLPS-ITERコードの不純物輸送モデルについても,ロシア・サンクトペテルグブルグ大学のグループが中心となり,高度化が行われた.そこで,平成30年3月7-9日にわたり,ITER機構を訪問し,IMPGYROモデルとの違いや,両コード間での結果の比較等の議論を行い,さらなるITERとの不純物輸送に関する共同研究を進めていくことで同意を得た.
高度化したIMPGYROコードを用い,ITERの典型的な運転シナリオにおける不純物輸送の予測計算を行った.その結果,ダイバータが部分デタッチ状態の運転においては,タングステンの炉心への侵入は抑えられることがわかり,一方で,高リサイクリング状態の場合では,タングステンの炉心への侵入が確認された.本結果は,タングステン不純物輸送の観点からのITER運転に対する重要な指針を与えるものであり,学術誌(Nuclear Fusion)に投稿・掲載された.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件)

  • [雑誌論文] Kinetic modeling of high-Z tungsten impurity transport in ITER plasmas using the IMPGYRO code in the trace impurity limit2017

    • 著者名/発表者名
      Yamoto S.、Bonnin X.、Homma Y.、Inoue H.、Hoshino K.、Hatayama A.、Pitts R.A.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 57 ページ: 116051~116051

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1741-4326/aa7fa6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical analysis of tungsten erosion and deposition processes under a DEMO divertor plasma2017

    • 著者名/発表者名
      Homma Yuki、Hoshino Kazuo、Yamoto Shohei、Asakura Nobuyuki、Tokunaga Shinsuke、Hatayama Akiyoshi、Sakamoto Yoshiteru、Hiwatari Ryoji、Tobita Kenji、DEMO Joint Special Design Team for Fusion
    • 雑誌名

      Nuclear Materials and Energy

      巻: 12 ページ: 323~328

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.nme.2017.05.003

    • 査読あり

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公開日: 2018-12-17  

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