拡張MHDモデルを用いた磁気ヘリシティ入射によるプラズマ電流駆動の理論構築

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05627
• 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: プラズマ科学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 廣田 真 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (40432900)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 二流体プラズマ / 数値シミュレーション / 自己組織化

研究成果の概要

電磁流体力学(MHD)に二流体効果を追加したモデルである拡張MHD方程式を解く数値計算コードを開発した。特に、プラズマ中に磁気ヘリシティを入射する実験をシミュレーションすることを目的とし、導体壁に電圧を印加するための適切な境界条件を明らかにした。これによって、磁気ヘリシティ入射から複雑な乱流過程を経て自発的に発生する電流を評価することができるようになり、MHD理論に基づいた予測との定量的比較や二流体効果の影響の解析を行った。

自由記述の分野

電磁流体力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

核融合発電炉の実現に向けて、国際プロジェクトITERが進行中であるが、そこで採用されているトカマク方式では放電時間に制限があり、そのままではパルス運転になることが懸念されている。磁気ヘリシティ入射によってプラズマ中に自発的に発生する電流を理論的に予測・制御し、効率的な条件を見つけることができれば、新たな電流駆動方式として将来的な応用が期待される。