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2014 年度 実績報告書

ITERプラズマにおけるディスラプション物理の総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 23246163
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

矢木 雅敏  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ヶ所核融合研究所, 研究主席 (70274537)

研究分担者 内藤 裕志  山口大学, 理工学研究科, 教授 (10126881)
福山 淳  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60116499)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワードディスラプション / 逃走電子 / ITER / IFERC-CSC / ミチゲーション
研究実績の概要

ITERに代表とされる核燃焼実験規模の大型トカマクで必須となるディスラプション制御の問題を念頭において、主プラズマの熱クエンチ以降の諸現象をつじつまのあった形で取り扱うことのできる統合シミュレーションの研究をすすめた。相対論的フォッカープランクコードTASK/FPを拡張し、逃走電子と周回電圧の時間発展を自己無撞着に解析することのできるシミュレーションを実現した。主プラズマの熱クエンチ時間に対する逃走電子発生率の依存性を詳細に調べることで、電子テールの減速時間に比べ熱クエンチが十分遅い場合にはConnor-Hastieの理論解と数値解が定量的に一致すること、他方、熱クエンチ時間が減速時間より短くなると、電子衝突周波数の速度依存性によって電子テールがつくられ、顕著な逃走電子発生率の増大をもたらすことを示した。本解析は従来の研究より、近似の少ない物理モデルを用いており、逃走電子発生を定量的に解析するための基盤データベースとして意義のある成果である。加えて、これまで進めてきた巨視的モードの存在下における逃走電子閉じ込めの問題に関し、軌道とMHDモードのドリフト共鳴の効果という視点から整理し、その成果をNuclear Fusion誌に発表した。ポストディスラプションフェーズに関して、コイル系・抵抗壁と主プラズマの電磁的結合を考慮するための1.5次元輸送コードを新たに開発した。また、これまでの研究の総括としてPlasma Conferenceのシンポジウム講演として「原型炉制御に向けたディスラプション研究の展開」を企画し、コミュニティに対する研究成果の発信を行った。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (25件) (うち招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fokker-Planck Simulation of Runaway Electron Generation in Tokamak Disruptions2015

    • 著者名/発表者名
      H. Nuga, A. Matsuyama, M. Yagi and A. Fukuyama
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 10 ページ: 1203006-(1-2)

    • DOI

      10.1585/pfr.10.1203006

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 逃走電子のカオス2015

    • 著者名/発表者名
      松山顕之
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 91 ページ: 204-208

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simulation study of nonlocal transport from edge to core in tokamak plasmas2014

    • 著者名/発表者名
      M. Yagi, A. Matsuyama, N. Miyato and T. Takizuka
    • 雑誌名

      Contributions to Plasma Physics

      巻: 54 ページ: 363-367

    • DOI

      10.1002/ctpp.201410042

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stochastic Transport of Runaway Electrons due to Low-Order Perturbations in Tokamak Disruption2014

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuyama, M. Yagi and K. Kagei
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 1 ページ: 015037-(1-4)

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.1.015037

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Local gyrokinetic Vlasov simulations with realistic tokamak MHD equilibria2014

    • 著者名/発表者名
      N. Nakata, A. Matsuyama, N. Aiba, S. Maeyama, M. Nunami and T.-H. Watanabe
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 9 ページ: 1403029 -(1-12)

    • DOI

      10.1585/pfr.9.1403029

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simulation study on nonlocal transport for peripheral density source2014

    • 著者名/発表者名
      M. Yagi, N. MIyato, A. Matsuyama and T. Takizuka
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 9 ページ: 3403030-(1-4)

    • DOI

      10.1585/pfr.9.3403030

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Drift resonance effect on stochastic runaway electron orbit in the presence of low-order magnetic perturbations2014

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuyama, M. Yagi, Y. Kagei, and N. Nakajima
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 54 ページ: 123007-(1-14)

    • DOI

      10.1088/0029-5515/54/12/123007

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ディスラプション解析のためのMHDモデリングの開発2015

    • 著者名/発表者名
      松山顕之、矢木雅敏、相羽信行
    • 学会等名
      第4回IFERC-CSC研究会
    • 発表場所
      航空会館
    • 年月日
      2015-02-19 – 2015-02-20
  • [学会発表] Fokker-Planck Simulation of Runaway Electron Generation in Tokamak Disruptions2015

    • 著者名/発表者名
      奴賀秀男、松山顕之、矢木雅敏、福山淳
    • 学会等名
      第4回IFERC-CSC研究会
    • 発表場所
      航空会館
    • 年月日
      2015-02-19 – 2015-02-20
  • [学会発表] ディスラプション・逃走電子のシミュレーション研究2015

    • 著者名/発表者名
      松山顕之、矢木雅敏、奴賀秀男、相羽信行、石井康友
    • 学会等名
      第20回NEXT研究会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2015-01-13 – 2015-01-14
  • [学会発表] Fokker-Planck Simulation of Runaway Electron Generation in Tokamak Disruptions2015

    • 著者名/発表者名
      奴賀秀男、松山顕之、矢木雅敏、福山淳
    • 学会等名
      第20回NEXT研究会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2015-01-13 – 2015-01-14
  • [学会発表] これまでのNEXT研究と今後2015

    • 著者名/発表者名
      矢木雅敏
    • 学会等名
      第20回NEXT研究会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2015-01-13 – 2015-01-14
  • [学会発表] Intel MICとGPUでの粒子コードの高速化2015

    • 著者名/発表者名
      内藤裕志
    • 学会等名
      第20回NEXT研究会
    • 発表場所
      京都テレサ
    • 年月日
      2015-01-13 – 2015-01-14
    • 招待講演
  • [学会発表] ヘリオスでのMIC native modeの活用例2015

    • 著者名/発表者名
      内藤裕志
    • 学会等名
      核融合エネルギーフォーラム・シミュレーションクラスター・核融合計算科学サブクラスター平成26年度第1回会合
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス
    • 年月日
      2015-01-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 逃走電子を含んだトカマクディスラプションのMHDモデリング2014

    • 著者名/発表者名
      松山顕之、矢木雅敏、相羽信行
    • 学会等名
      平成26年度NIFS共同研究研究会「MHDと流体力学における共鳴・分岐・構造形成の理論・シミュレーション研究」
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      2014-12-24 – 2014-12-25
  • [学会発表] Progress of Integrated Modeling Code TASK2014

    • 著者名/発表者名
      A. Fukuyama
    • 学会等名
      第12回核燃焼プラズマ統合コード研究会
    • 発表場所
      九大応力研
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [学会発表] Progress on Disruption Research by Integrated Simulation2014

    • 著者名/発表者名
      矢木雅敏、松山顕之、奴賀秀男、相羽信行、福山淳
    • 学会等名
      第12回核燃焼プラズマ統合コード研究会
    • 発表場所
      九大応力研
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [学会発表] Fokker-Planck Simulation of the Runaway Electron Generation in Tokamak Disruption2014

    • 著者名/発表者名
      奴賀秀男、松山顕之、矢木雅敏、福山淳
    • 学会等名
      第12回核燃焼プラズマ統合コード研究会
    • 発表場所
      九大応力研
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [学会発表] トカマクディスラプションにおける逃走電子生成のFokker-Planck解析2014

    • 著者名/発表者名
      奴賀秀男、松山顕之、柴田励秀、矢木雅敏、河野康則、福山淳
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
  • [学会発表] 原型炉制御に向けたディスラプション研究の展開「趣旨説明 はじめに」2014

    • 著者名/発表者名
      矢木雅敏
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 原型炉制御に向けたディスラプション研究の展開「ディスラプション時の逃走電子シミュレーション研究」2014

    • 著者名/発表者名
      松山顕之
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 原型炉制御に向けたディスラプション研究の展開「ディスラプション制御に向けた統合シミュレーション」2014

    • 著者名/発表者名
      福山淳
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 招待講演
  • [学会発表] High Performance Computing of the PIC Code by Using Accelerators2014

    • 著者名/発表者名
      H. Naitou
    • 学会等名
      2014 US-Japan JIFT Workshop on “Progress in kinetic plasma simulations”
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-11-01
  • [学会発表] Simulation of energy-dependent stochastic transport induced by low-order MHD instabilities for runaway electron mitigation2014

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuyama, M. Yagi, Y. Ishii, N. Aiba, and Y. Kagei
    • 学会等名
      25th Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-18
  • [学会発表] Kinetic Integrated Modeling of Burning Start-Up Phase in Tokamaks2014

    • 著者名/発表者名
      A. Fukuyama, H. Nuga, S. Murakami
    • 学会等名
      25th Fusion Energy Conference 2014
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-18
  • [学会発表] Simulation of runaway electron confinement in presence of macroscopic MHD modes2014

    • 著者名/発表者名
      M. Yagi, A. Matsuyama, H. Nuga, A. Wakasa, and A. Fukuyama
    • 学会等名
      プラズマシミュレータシンポジウム
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
    • 招待講演
  • [学会発表] Integrated Modelling and Simulation of Toroidal Plasmas2014

    • 著者名/発表者名
      A. Fukuyama
    • 学会等名
      7th ITER International School on High performance computing in fusion science
    • 発表場所
      Aix-en-Provence, France
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical methods Used in Fusion Science Numerical Modelling2014

    • 著者名/発表者名
      M. Yagi
    • 学会等名
      7th ITER International School on High performance computing in fusion science
    • 発表場所
      Aix-en-Provence, France
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Simulation of runaway electron confinement in presence of macroscopic MHD modes2014

    • 著者名/発表者名
      M. Yagi, A. Matsuyama, A. Wakasa, and H. Nuga
    • 学会等名
      12th Asia-Pacific Plasma Theory Conference and Japan-Korea Workshop on “Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas"
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-04
  • [学会発表] Some Considerations on the Acceleration of the Gpic-MHD Code on the Modern Parallel Computers2014

    • 著者名/発表者名
      H. Naitou, H. Morio, K. Hakozaki,K. K. Ishii, Y. Tauchi
    • 学会等名
      12th Asia Pacific Plasma Theory Conference and Japan-Korea Workshop on “Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas”
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-04
  • [学会発表] Progress in integrated modeling of tokamak plasmas by TASK2014

    • 著者名/発表者名
      A. Fukuyama
    • 学会等名
      12th Asia-Pacific Plasma Theory Conference and Japan-Korea Workshop on “Modeling and Simulation of Magnetic Fusion Plasmas"
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-04
  • [学会発表] Modeling of runaway electron flux during tokamak disruptions by 3D relativistic orbit calculation2014

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuyama, M. Yagi, and Y. Kagei
    • 学会等名
      21st International Conference on Plasma Surface Interactions
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-30
  • [備考] ITERプラズマにおけるディスラプション物理の総合的研究

    • URL

      http://kaken-yagi.jaea.go.jp/web_jp/index.html

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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