最先端の研究開発 理化学研究所ほか,2; 第一原理シミュレーションで挑む核燃焼プラズマ閉じ込めの物理

Challenges of ab initio simulations to physics of burning plasma confinement

渡邉 智彦*; 井戸村 泰宏   ; 藤堂 泰*; 本多 充*

Watanabe, Tomohiko*; Idomura, Yasuhiro; Todo, Yasushi*; Honda, Mitsuru*

磁場閉じ込め核融合の科学的実証に向けたITER実験で想定される核燃焼プラズマの閉じ込め性能予測においては、粒子,運動量,熱の輸送を担う物理過程の理解が重要である。スーパーコンピュータ「富岳」を用いた第一原理シミュレーションにより、重水素・三重水素プラズマにおけるマルチスケール乱流が関わる複合輸送過程や、電磁揺動による高エネルギー粒子輸送に対する運動論効果などの物理機構が明らかとなった。核燃焼プラズマの性能予測に資する第一原理シミュレーションについて、さらなる研究開発を進めている。

Understanding of physical processes of particle, momentum, and thermal transports is essential for predicting the confinement performance of burning plasmas in ITER, which is targeting the scientific demonstration of magnetic confinement fusion. First principles based simulations on Fugaku disclosed physical mechanisms such as complex transport processes of multi-scale turbulence in deuterium-tritium plasmas and kinetic effects in energetic particle transport due to electromagnetic fluctuations. We promote further research and development of first principles based simulations towards the performance prediction of burning plasmas.