トロイダル回転がL-H遷移に与える影響に関する第一原理シミュレーション研究

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K18342
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 瀬戸 春樹 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所核融合研究所 核融合炉システム研究開発部, 主任研究員(任常) (90733692)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: L-H遷移 / プラズマ乱流 / 径電場 / 数値シミュレーション / 周辺プラズマ安定性 / トカマクプラズマ

研究成果の概要

高ベータ磁気閉じ込め核融合装置におけるL-H遷移（エッジ領域で乱流輸送レベルが低減してプラズマの閉じ込め性能が改善する分岐現象）の物理機構のより定量的な理解を目的として、流れの圧縮性を考慮した電磁プラズマ乱流系におけるL-H遷移の数値シミュレーションに必要な「プラズマ乱流から生じる巨視的な電磁場を自己無撞着に取り扱うことが可能な数値計算コード」を開発した。コードの原理実証として、閉じ込め改善モードで得られる急峻な圧力分布が緩和する際に生じる巨視的な流れと乱流の相互作用に関するシミュレーションを行い、巨視的な流れと乱流の相互作用から二次的な熱放出が生じるという熱放出過程の新しい描像が得られた。

自由記述の分野

核融合理論・シミュレーション

研究成果の学術的意義や社会的意義

L-H遷移の数値シミュレーションに必要となる微視的なプラズマ乱流とプラズマ乱流から生成される巨視的な流れと磁場から構成されるマルチスケールの物理を自己無撞着に取り扱う数値手法を本課題では開発した。マルチスケールの物理を取り扱う数値手法の構築はプラズマ科学全般において非線形物理を取り扱う上で重要であり、他のプラズマシミュレーション研究への展開が期待できる。