Full-f gyrokinetic simulations in three-dimensional plasma equilibrium

松岡 清吉; 井戸村 泰宏

no journal, , 

核融合炉発電を目指したプラズマ輸送研究において、ジャイロ運動論に基づきプラズマ分布関数全体を第一原理的に解くFull-fジャイロ運動論シミュレーションが注目されている。Full-fジャイロ運動論シミュレーションは、これまで、JT-60やITER等、軸対称性を持つトカマク型装置へ適用され、種々の物理機構について調べられてきた。しかし、ヘリカル・ステラレータ型装置のような、非軸対称な3次元磁場構造をもつプラズマについては、数値計算手法の複雑さや計算コストの観点から行われてこなかった。本研究では、Full-fジャイロ運動論コードであるGT5Dを3次元磁場を取り扱えるよう座標系の取り扱いについて拡張を行い、併せて3次元磁場平衡コードVMECとのインターフェースを開発した。これにより、任意の3次元磁場平衡中のプラズマについて、初めてFull-fジャイロ運動論シミュレーションを可能にした。また、開発したGT5D+VMECのベンチマークとして、3次元磁場でのプラズマ輸送のベンチマークとして、プラズマ衝突に起因する新古典輸送に関する比較を行った。本発表では、GT5D+VMECで用いられている計算手法とコードの開発状況、及び、前述のベンチマーク結果について報告する。