核融合原型炉での大熱流処理に向けた先進ダイバータのシミュレーション設計と検証

2015 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 25420899
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 朝倉 伸幸 国立研究開発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, 研究主幹 (10222572)
• 研究分担者: 星野 一生 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, 研究員 (50513222)
• 連携研究者: 清水 勝宏 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, 研究嘱託 (30391262) ; 宇藤 裕康 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, 研究員 (50566247) ; 染谷 洋二 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, 任期付き研究員 (20589345) ; 飛田 健次 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, 研究主幹 (50354569) ; 中村 誠 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, 任期付き研究員 (80462886) ; 坂本 宜照 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, 研究副主幹 (30354583) ; 大野 哲靖 名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (60203890) ; 増崎 貴 核融合科学研究所, 研究力強化戦略室, 教授 (80280593) ; 小林 政弘 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (30399307) ; 田中 宏彦 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (60609981)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 先進ダイバータ / 原型炉設計 / スーパーＸ型ダイバータ / ダイバータシミュレーション / 非接触プラズマ / 放射損失 / インターリンクコイル

研究成果の概要

核融合炉では高温プラズマから対向材を保護するダイバータの設計が重要であり、本研究では磁場形状を工夫した「先進ダイバータ」と呼ばれる新たな概念と課題を工学と物理面から明らかにした。先進プラズマ平衡コードを開発し、インターリンクコイルの配置や製作概念の提案を行った。プラズマ輸送シミュレーションを実施し、プラズマを低温化し熱負荷を通常ダイバータの30-50%程度に低減可能と考えられる。現状では、実験やシミュレーション結果の利点よりも、インターリンクコイル製作など工学的開発の負担が大きいと考えられ低コスト化が必要であるが、より効果的な磁場及び幾何形状に改善し、その予測精度を上げることが課題である。

自由記述の分野

プラズマ物理　核融合炉設計　プラズマ計測