2015 Fiscal Year Annual Research Report
乱流輸送のプラズマベータスケーリングのシミュレーション研究
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23561003
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
石澤 明宏 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (30390636)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2016-03-31
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| Keywords | プラズマ / 乱流 / 核融合 / 運動論 / シミュレーション / 電磁的 / プラズマベータ / 輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁場閉じ込め核融合プラズマにおける乱流輸送のベータ依存性に対するシミュレーション研究の最終段階として、特定の磁場閉じ込め核融合実験装置内のプラズマ（特定のベータ値を持つ）における乱流輸送の評価を行った。具体的には、大型ヘリカル装置（LHD（核融合科学研究所））を対象として、今回開発した電磁的ジャイロ運動論シミュレーションコード（電磁場と相互作用する粒子の５次元位相空間における分布を追跡するシミュレーションコード）を用いて解析を行った。そして、LHDではイオン温度勾配不安定性が乱流を駆動することを明らかにするとともに乱流輸送の定量的評価に成功した。そして、従来なされていたイオン熱輸送の評価のみならず、粒子および電子熱輸送の評価が実現された。得られた電子熱輸送は実験観測と良い一致を示し、かつ、装置中心方向に向けた粒子輸送が発生することを新たに見出した。一方、イオン熱輸送から逆算される温度勾配は20%程度の誤差で実験結果を再現した。また、LHDプラズマにおいて乱流輸送を駆動する臨界温度勾配は、線形理論が与える評価に近いことが示された。これはLHDプラズマではトカマク型プラズマと比較して、乱流による流れの自己組織化効果が弱いことを示唆しており、高性能ヘリカル型プラズマの乱流輸送モデル構築に向けた貴重な数値シミュレーションデータが得られた。この成果を、国際会議24th International Conference on Numerical Simulation of Plasmas において招待講演として発表した。
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[Journal Article] Overview of gyrokinetic studies of finite-β microturbulence2015
Author(s)
P.W. Terry, D. Carmody, H. Doerk, W. Guttenfelder, D.R. Hatch, C.C. Hegna, A. Ishizawa, F. Jenko, W.M. Nevins, I. Predebon, M.J. Pueschel, J.S. Sarff and G.G. Whelan
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Journal Title
Nuclear Fusion
Volume: 55
Pages: 104011
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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