| 研究課題/領域番号 |
17K06991
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
石澤 明宏 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (30390636)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 核融合 / プラズマ / 数値シミュレーション / 乱流 / 非線形 / 電磁流体 / 燃焼 / ジャイロ運動論 |
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| 研究成果の概要 |
磁場閉じ込め型核融合装置において燃焼プラズマを維持するためには、燃焼によって生じた高エネルギー粒子とそれによって加熱される燃料プラズマそれぞれの良好な閉じ込めを両立させることが必要である。本研究は、この燃焼プラズマの閉じ込め悪化を引きおこす主要な原因となる電磁流体不安定性と乱流輸送を、世界最先端である大域的電磁的ジャイロ運動論シミュレーションを用いて評価することに成功した。そして、乱流と電磁流体不安定性のマルチスケール相互作用によって熱および粒子の輸送は増大し、プラズマ閉じ込め悪化が起こることを明らかにした。この成果をIAEA核融合会議およびNulcear Fusion誌に発表した。
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| 自由記述の分野 |
核融合プラズマ
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
乱流を駆動する低周波ミクロスケール電磁的ドリフト波揺動と、高エネルギー粒子輸送を引きおこす高周波マクロスケールトロイダルアルフベン固有モードの新しい非線形結合機構を見いだした。そして、その結果、ポロイダル断面上で乱流が均一化されて揺らぎレベルが増加し、さらにバルクプラズマと高エネルギー粒子の輸送が増加して核融合性能が劣化するという結果を発表した。また、上記の乱流と電磁流体不安定性のマルチスケール相互作用の物理機構を理解するために、乱流を駆動する自由エネルギー（エントロピー）の非線形移送を解析法を確立した。この新しい解析方法により、乱流と巨視的MHDの非線形相互機構の理解が進むと期待できる。
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