Extension of IMPMC code toward time evolution simulation

IMPMCの時間発展シミュレーションコードへの拡張

清水 勝宏; 滝塚 知典; 川島 寿人

Shimizu, Katsuhiro; Takizuka, Tomonori; Kawashima, Hisato

トカマク装置のダイバータによる粒子・熱制御を研究するため、プラズマ/中性粒子/不純物の挙動を総合的に扱うダイバータ統合コードSONIC(SOLDOR/NEUT2D/IMPMC)の開発を進めている。SONICコードの特徴は、不純物輸送に解析精度に優れたモンテカルロ法によるIMPMCコードを組み込むことである。モンテカルロ法は、モデリングの自由度に優れるものの、背景のプラズマの密度,温度は変わらないものとして、IMPMCで不純物の密度分布を計算する必要があった。しかし、プラズマと不純物は相互に強い相互作用があり、その仮定には無理があった。そこで、この欠点を解決し、IMPMCで不純物の時間発展シミュレーションを行えるように拡張する。その際、問題となるのは、テスト粒子がシミュレーションの間、増え続け、計算時間が掛かるようになることである。テスト粒子のほとんどは、主プラズマに存在し、また、ポロイダル方向に一様に分布する。このことに着目し、テスト粒子削減アルゴリズムを考案し、シミュレーションを行い、そのモデルの妥当性を検証した。これによって、時間発展を扱う統合ダイバータコードSONICの開発が可能となった。

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