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2015 年度 実施状況報告書

トカマクプラズマにおける電流ホール平衡とその時間発展に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25420895
研究機関名古屋大学

研究代表者

藤田 隆明  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70354602)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード電流ホール / NBCD / 不純物輸送 / 輸送シミュレーション
研究実績の概要

本研究では、電流ホールの平衡モデルを拡張し、定常状態及び時間発展の観点からその実現可能性を調べることを目的とする。平成25年度に、電流ホールへの電子サイクロトロン波電流駆動についてのJT-60実験データのシミュレーションを行い、平成26年度には、中性粒子ビーム電流駆動(NBCD)についてのJT-60実験データの解析の準備のためNBCD解析コードの整備を行い、高速に精度よくNB駆動電流を計算できる方法を開発した。
平成27年度には、「高エネルギー粒子軌道効果を含む高q(0)平衡モデル」の構築を目的として、磁気面からはずれた軌道を描く高エネルギー粒子が担う電流を考慮した平衡計算ができる電磁流体平衡計算コードの開発を計画した。高エネルギー粒子の正準角運動量の保存を用いて、電磁流体平衡コードにおいて高エネルギー粒子軌道を求めるロジックを検討した。
電流ホール平衡プラズマは一般に強い内部輸送障壁を有し高価数の不純物イオンの蓄積が懸念されているため、不純物イオンの輸送研究を進めた。平成26年度には名古屋大学の統合輸送コードTOTALに高価数不純物イオンの輸送モデルを組み込み、JT-60のHモードプラズマにおけるタングステンイオンの蓄積のプラズマ回転依存性の傾向をある程度再現できることを示したが、径電場によるピンチについてはモデルの適用範囲を越えていたため評価できなかった。平成27年度には、径電場によるピンチモデルの拡張や不純物イオンに対する遠心力及びコリオリ力の効果を導入するなどの輸送モデルの改良を行ない、JT-60の実験条件におけるピンチ速度を評価し、従来のピンチモデルより大きい値となることを示した(第25回International Toki Conference及びプラズマ核融合学会第32回年会で発表)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

不純物イオンの輸送研究については進展が見られた。磁気面からはずれた軌道を描く高エネルギー粒子が担う電流を考慮した平衡計算については、検討段階に留まり完成に至らなかった。高価数不純物イオンのピンチモデルの改良の検討に予定以上に時間がかかったためである。

今後の研究の推進方策

引き続き「高エネルギー粒子軌道効果を含む高q(0)平衡モデル」の構築を最優先課題として取り組む。電磁流体平衡計算コードに、高エネルギー粒子の軌道計算ルーチンを組み込み、磁気面からはずれた軌道を描く高エネルギー粒子が担う電流を考慮した平衡計算ができるような改造を行う。不純物イオンの輸送研究については、改良したピンチモデルをTOTALコードに組み込み、JT-60のHモードプラズマにおけるタングステンイオンの輸送解析を行なう。

次年度使用額が生じた理由

研究の進展の遅れにより、研究機関を1年延長した。延長した期間における成果発表や延長した期間に使用するパソコンの購入に充当するため。

次年度使用額の使用計画

国内学会発表のための出張を3回程度行ない、パソコン1台を購入する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Simulation on Sawtooth Period Control in Tokamak Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki NATSUME, Takaaki FUJITA, Hideki ARIMOTO and Kozo YAMAZAKI
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 10 ページ: 3403051

    • DOI

      10.1585/pfr.10.3403051

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of Tungsten Transport in JT-60U Plasmas2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke SHIMIZU, Takaaki FUJITA, Hideki ARIMOTO, Tomohide NAKANO, Kazuo HOSHINO and Nobuhiko HAYASHI
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 10 ページ: 3403062

    • DOI

      10.1585/pfr.10.3403062

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] JT-60Uトロイダル回転プラズマにおけるタングステン輸送の解析2015

    • 著者名/発表者名
      清水友介, 藤田隆明, 岡本敦, 有本英樹,林伸彦, 星野一生, 仲野友英, 本多充
    • 学会等名
      第32回プラズマ・核融合学会年会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市(名古屋大学)
    • 年月日
      2015-11-24 – 2015-11-27
  • [学会発表] Validation of Tungsten Transport Model in JT-60U Plasmas2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shimizu, TakaakiFujita, Atsushi Okamoto, Hideki Arimoto, TomohideNakano, Kazuo Hoshino, Nobuhiko Hayashi, Mitsuru Honda
    • 学会等名
      25th International Toki Conference
    • 発表場所
      岐阜県土岐市
    • 年月日
      2015-11-03 – 2015-11-06
    • 国際学会
  • [備考] 名古屋大学大学院 工学研究科 エネルギー理工学専攻 核融合物理工学研究グループ

    • URL

      http://www.ees.nagoya-u.ac.jp/~web_dai6/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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