| 研究課題/領域番号 |
25420897
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 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 |
浦野 創 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 那珂核融合研究所, 研究員 (70391258)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| キーワード | Hモード / 周辺ペデスタル / 金属壁 / 水素同位体 |
|---|
| 研究概要 |
本研究ではトカマク式核融合炉においてプラズマ周辺部に形成される輸送障壁によって閉じ込めが改善される高閉じ込めモード(Hモード)を対象として、水素同位体質量が炉心プラズマ閉じ込め性能に及ぼす影響を理解する。同時に、これを発展させ、プラズマを乱流的輸送が支配する炉心内部プラズマ及び電磁流体力学的不安定性が構造を決定する周辺プラズマを分離し、両者を繋ぐ大域的な相互作用を理解することを目的としている。
平成25年度は，英国カラム研究所のJET装置への実験参加を行い，タングステン材ダイバータが周辺ペデスタル構造に与える影響に関する解析を行った。炭素壁状況下では、Hモードの閉じ込め性能はプラズマ形状の高三角度化によって改善されていたが、金属壁状況下ではこの高三角度化による効果が見られなくなった。これは衝突周波数が増大すると起こる自発電流の減少が原因となっている可能性を指摘した。JET装置におけるITER-Like-Wall実験では、炭素壁と比べて、ペデスタル領域での自発電流は減少しており、密度・温度・圧力分布に三角度による相違は見られなかった。一方で、コア部の閉じ込め改善を伴うハイブリッド放電では、加熱パワーが小さく、衝突周波数が高い領域ではペデスタル圧力に三角度による相違は見られなかったが、加熱パワーの増大に伴って、衝突周波数が減少し、高三角度と低三角度のペデスタル圧力に明確な差が現れた。これは、衝突周波数減少に伴う自発電流の増加によって、プラズマ周辺部のMHD安定性限界が拡大するという性質を如実に表す結果である。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
Hモードの周辺ペデスタル構造は電磁流体力学的不安定性によって支配されており，これを水素同位体等の粒子種を動的パラメータとして導入することで，構造形成の物理が解明されると考えている．平成25年度において金属壁状況下での高密度運転が周辺電流を低下させたことが高三角度化による周辺圧力勾配の上昇を妨げるていることを示唆する結果を得ており，これはJT-60装置において高密度になるほど低・高三角度の周辺圧力の差が小さくなっていく傾向と一致しており，周辺電流の重要性を見出した．以上の結果は本研究目的に対して，顕著な進展と言えるため．
|
| 今後の研究の推進方策 |
コア部の閉じ込め改善を伴うハイブリッド放電では、加熱パワーの増大に伴って、衝突周波数が減少し、高三角度と低三角度のペデスタル圧力に明確な差が現れた。これは、衝突周波数減少に伴う自発電流の増加によって、プラズマ周辺部のMHD安定性限界が拡大するという性質を如実に表す結果である。今後、さらにプラズマ周辺部のMHD安定性解析を実施し、自発電流値との周辺圧力勾配の関係を定量的に議論していく方針である。
|
| 次年度の研究費の使用計画 |
本研究目的に関する英国カラム研究所への訪問を当該年度に当初２回予定していたが，受入先の実験スケジュールの調整が付かず１回の訪問となった．本研究は研究計画に沿って順調に進んでいるが，研究内容の議論及び実験参加のために予定していた残り１回の訪問を次年度以降に持ち越す形となった．
当該年度における研究成果を６月に開催される国際会議において発表予定である．また昨年度予定していた英国カラム研究所での研究内容の議論及び実験参加を行う．これらの目的のために次年度使用額を用いる計画である．
|
