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前山 伸也; 渡邉 智彦*; 井戸村 泰宏; 仲田 資季; 矢木 雅敏; 宮戸 直亮; 沼波 政倫*; 石澤 明宏*
no journal, ,
国際熱核融合実験炉ITERでは核燃焼プラズマ実験が計画されており、核融合生成高エネルギーアルファ粒子により主に加熱される電子の熱輸送機構の早急な解明が求められている。本研究では、電子熱輸送解析においてこれまで十分に考慮されてこなかった微視的乱流のマルチスケール性について、ジャイロ運動論的シミュレーションに基づく解析を行った。これにより、従来スケール分離が仮定されてきたイオン温度勾配駆動(ITG)乱流と電子温度勾配駆動(ETG)乱流の間で、乱流の非線形結合を介したマルチスケール相互作用が存在すること、および、それによる電子熱輸送スペクトルが大きく変化することを明らかにした。
井戸村 泰宏
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ジャイロ運動論的full-fオイラーコードGT5Dによるイオン温度勾配駆動(ITG)乱流の閉じ込め特性研究の進展を概説する。GT5Dによって加熱パワーを固定した長時間乱流計算が実現し、乱流輸送とプラズマ分布を無撞着に決定できるようになった。ITG乱流の加熱パワースキャンにおいて、トカマク実験で普遍的に観測される、加熱パワーに依存する閉じ込め劣化現象を再現した。ITER規模の数値実験によって閉じ込め特性の装置サイズ依存性を調べ、大型装置の閉じ込め特性は加熱パワー依存性に影響されることを明らかにした。さらに、水素プラズマと重水素プラズマの閉じ込め特性の違いと装置サイズ依存性の関係を明らかにした。
宮戸 直亮
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標準ジャイロ運動論モデルは2段階の相空間変換により定式化されるため、流体モーメントの押し出し表現も二通り可能である。これらを静電的な場合において比較し、有限ラーマ-半径効果を含む粒子フラックスの表現を導くとき、同じ結果を導くために必要なジャイロ中心変換に関する情報に違いが現れる。標準的な定式化に用いられている表現を用いるときは、ジャイロ中心変換について高次の情報が必要であるのに対し、もう一つの表現では最低次の情報で十分である。
三木 一弘; 井戸村 泰宏
no journal, ,
高速粒子の物理の理解は将来の燃焼プラズマの理解につながることから、輸送閉じ込めサブクラスターにおける重要な課題の1つとなっている。本発表では、full-fジャイロ運動論シミュレーションコード(GT5D)を用い高速粒子により駆動される測地線音響モード(EGAM)の線形モード特性を調べた。粒子ビームを模擬した初期粒子分布を与えて、一様な温度と密度の初期分布と軸対称の条件として与えて数値計算を行った。ジャイロ運動論モデルよりモードの固有値を解析し、数値計算結果と比較した。有限軌道幅効果を考慮するとEGAMの成長率は装置サイズに依存して低減した。次により一般的な粒子ビームの分布を用いてEGAMのシミュレーションを行った。この場合もEGAMの成長が観測された。得られた成長率や振動数はDIII-Dにおける観測結果やハイブリッドコードによる成長率の評価と整合した。
松岡 清吉; 井戸村 泰宏; 佐竹 真介*
no journal, ,
軸対称トカマクにおいて、プラズマ回転分布に大きく影響する非軸対称磁場摂動の効果がプラズマ性能や不安定性制御の観点から注目されている。非軸対称摂動磁場は非両極性粒子輸送を誘起し、それによって新古典トロイダル粘性(NTV)が生じる。近年、NTV解析について、バウンス平均理論モデルと大域的運動論シミュレーションの両者で得られた結果が一致しないことが指摘され、その原因の解明が問題となっていた。本研究では、二つの異なる大域的運動論シミュレーションを用いた解析を行い、バウンス平均理論との差異について検討した。その結果、NTV解析における理論モデルとシミュレーションの不一致が、理論モデルにおいて仮定されている共鳴条件の不備と摂動磁場に起因する遷移粒子軌道の存在、の二つに起因していることを明らかにした。