| 研究課題/領域番号 |
17H01368
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 東京大学 (2019-2021)
核融合科学研究所 (2017-2018) |
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研究代表者 |
山田 弘司 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (20200735)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 核融合エネルギー / 水素同位体 / 重水素 / 粒子輸送 / 密度分布 / 原型炉 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は制御熱核融合において水素同位体燃料およびヘリウム灰の混合がもたらす粒子分布を理解すること、これをもとに発電実証を行う核融合原型炉における燃料循環のシナリオを提案することを目的とした．実験において，水素と重水素イオン個別の密度空間分布計測によって議論を進めた．固体水素入射による燃料供給効率が水素同位体の質量が大きくなると劣化すること，水素同位体の混合特性が支配的な微視的不安定性の特徴波長とともに変化することを明らかとした．実験研究と並行して燃料循環のシステムダイナミクス解析手法によって重水素のみによる立ち上げシナリオを提案した．
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| 自由記述の分野 |
核融合学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
核融合エネルギーは脱炭素社会に向けたゲームチェンジャーとして期待されている．この実現には燃料水素同位体を，１億度を超える「プラズマ」として保持しなければならない．磁場によって超高温プラズマを閉じ込める研究は核燃焼の実現まで進んでいるものの，燃料水素同位体およびヘリウム灰が炉心プラズマ中で混合し，どのような分布になるかの理解は効率よい燃焼制御に必須であるが進んでいない．本研究によって異なる質量を持つ水素同位体の分布や粒子輸送の特性について得られた重要な知見は，その物理機構の解明および原型炉における燃料循環を構想する裏付けに貢献するものである．
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