2015 Fiscal Year Annual Research Report
トカマクプラズマにおける電子サイクロトロン加熱・電流駆動の運動論的波動解析
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14F04380
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
福山 淳 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60116499)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KHAN SHABBIR 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | プラズマ・核融合 / 計算物理 / 波動伝播 / 粒子運動論的効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．トカマク統合コードTASKへの導入：積分形誘電率テンソルを用いた波動伝播解析をトカマク統合コード TASK の波動伝播解析コンポーネントとして組み込み，非磁化不均一プラズマ，不均一サイクロトロン共鳴，有限ラーモア半径効果に関する１次元解析を系統的に行えるようにした．さらに２次元波動伝播解析に拡張し，電子サイクロトロン波のモード変換および共
鳴吸収の解析を行った．
２．非伝播波の吸収解析：有限温度プラズマにおける波動吸収過程としてランダウ減衰のような共鳴吸収だけでなく，指数的に減衰する非伝播波の非共鳴吸収も積分形誘電率テンソルで記述することが明らかになり，非磁化プラズマにおけるレーザー吸収に適用して自己無撞着な解析を実現した．そして電子サイクロトロン周波数帯における遮断面での非共鳴吸収にも適用することができることを明らかにした．
3．準線形拡散係数の定式化とコード開発：波動との相互作用による速度分布関数の時間発展を解析するため，積分形の準線形速度拡散係数を求め，速度分布関数の時間発展解析の定式化を行った．そして，得られた積分形準線形拡散係数を軌道平均速度分布関数解析コンポーネントTASK/FPに組み込んだ．
4．研究経費：国際学会（欧州核融合理論会議，米国物理学会，国際土岐会議）において研究成果発表を行うとともに，東京大学において研究打ち合わせを行い，研究成果を発表するための論文を Plasma Fusion Res. に投稿し，受理された
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
波動伝播解析に積分形誘電率テンソルを導入することにより，電子サイクロトロン周波数帯における有限ラーモア半径効果や電子サイクロトロン共鳴における共鳴吸収が解析できるだけでなく，遮断面での波の反射に伴う非共鳴吸収を自己無撞着に解析できることが明らかになった．当初予定していた電子バーンシュタイン波へのモード変換と電子サイクロトロン高調波共鳴における吸収の解析および速度分布関数解析に向けた定式化は順調に進められている．
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| Strategy for Future Research Activity |
トカマクにおける電子サイクロトロン加熱・電流駆動の解析については，拡張されたTASKコードを用いて，球状トカマクにおける電子サイクロトロン波加熱・電流駆動の解析を行い，周辺部の遮断領域を透過し，電子バーンシュタイン波へのモード変換を経て，中心加熱・電流駆動を生じる過程を定量的に評価し，最適な波動励起条件を検討する．非共鳴吸収については，まずより簡単な非磁化プラズマに適用し，引き続いて電子サイクロトロン波についての解析を行う．
研究経費：国際学会（米国物理学会）において研究成果発表を行うとともに，核融合科学研究所において研究打ち合わせを行
い，研究成果を発表するための論文を投稿する.
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Research Products
(5 results)
