燃焼プラズマ研究に向けた高エネルギー粒子物理と熱化粒子物理の統合

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K03587
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分14020:核融合学関連
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 西村 伸 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (60311205)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 新古典理論 / 高エネルギー粒子 / ドリフト運動論的方程式 / Coulomb衝突

研究成果の概要

加熱や核融合反応による高速イオンを含む状態において熱化粒子側に起こる新古典的諸現象及びMHD平衡の観点からの高速イオン関係理論の見直しを行った。主な成果は、(1) 固有関数法と随伴方程式法に基づく高速イオン速度分布計算のベンチマークテスト、(2) 中性粒子ビーム生成高速イオンの非両極性径方向輸送の理論式導出、(3) 核融合生成高速イオンの磁力線方向自発流の理論式導出、(4) 衝突オペレータテスト粒子項のためのエネルギー依存Coulomb対数の理論式導出、(5) 中性粒子ビーム生成高速イオンの荷電交換損失の計測としての高速イオン荷電交換分光(FIDA)の応用に関する理論式導出と実験、である。

自由記述の分野

磁場閉じ込め核融合プラズマ理工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

これ以前には高速イオン関係の理論検討やシミュレーション技法開発はもっぱら高速イオン自体の研究として行われており、一方熱化粒子の輸送理論や平衡理論は加熱や核融合反応で生じる高エネルギー粒子の存在を考慮せずに検討される事が多かった。本研究では熱化粒子の立場から見た高エネルギー粒子という観点で各種計算手法検討を行なっている点がユニークである。また検討された諸課題は特に今後の準対称配位実験(具体的には日中共同事業として準備が進められているCFQS)で重要になると考えられる物が多く、それに向けて実験技術上の課題も検討している。