研究課題
基盤研究(C)
トカマク装置における周辺(SOL)及びダイバータプラズマを解析・予測するため、中性粒子輸送、原子・分子過程、プラズマー壁相互作用などを取り込んでコードSOLDOR/NEUT2Dを開発してきた。本研究においては、以下の代表的成果を挙げることができた。1.SOLDOR/NEUT2DをJT-60Uに適用し、実験とシミュレーションを比較しながら、精度の評価及び実験解析を実施した。その結果排気室内の中性粒子圧力及び排気粒子束、及びダイバータ板上熱負荷分布は実験計測を良く再現し、コードが熱・粒子を同時に矛盾なくシミュレーションできていることを確認した。シミュレーションで得た数値結果を元に排気効率を初めて定義し、ダイバータ排気特性を明らかにして効率的粒子制御法を提示した。2.ドイツ・マックスプランクプラズマ物理研究所からSOLPSコードを本科研費で導入して計算機上に移植し、JT-60Uプラズマのシミュレーションを実施した。SOLDOR/NEUT2Dコードでも同様に計算し、両コード間のベンチマークを行った。その結果、不純物モデルの違いによる放射損失分布の相違があることが判明し、今後モデルの統一化を行う。しかし、電子温度、密度、中性粒子密度分布は両コードで概ね合致し、プラズマ粒子及び中性粒子に対する相互モデルの妥当性を確認した。3.UEDGE(米)等、他のダイバータコードとの比較やモデリングの性能向上を推進するため、多数の国際会議への出席や検究所の訪問を行い、各研究者の議論を通して相互の連帯を密にして更なる展開への道を招いた。4.次期トカマク装置JT-60SA及び原型炉DEMOにほいて、SOLDOR/NEUT2D及びSOLPSコードを併用して、ダイバータでの熱・粒子制御性を予測し、形状などの最適化検討を行い、ダイバータ設計に見通しを与えた。
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