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竹永 秀信; 仲野 友英; 朝倉 伸幸; 久保 博孝; 木島 滋; 清水 勝宏; 都筑 和泰; 正木 圭; 田辺 哲朗*; 井手 俊介; et al.
Nuclear Fusion, 46(3), p.S39 - S48, 2006/03
被引用回数：18 パーセンタイル：52.46(Physics, Fluids & Plasmas)長時間放電におけるグローバルな壁飽和機構を解明するために、第一壁での局所的な壁飽和時間を評価した。局所的な壁飽和時間は、第一壁への粒子束とそこでの吸収率及び最大粒子吸収量により評価可能である。第一壁への粒子束は、中性粒子輸送解析コードDEGAS2を用いて評価した。その際、プラズマパラメータは2次元流体ダイバータコードUEDGEで評価した。D
発光強度分布が実験と合うようにDEGAS2で評価した壁へのイオン束と中性粒子束を用いて、壁での吸収率を10%、壁での最大粒子吸収量を1
10
m
(実験室データをもとに評価)とし、局所的な壁飽和時間を評価した。その結果、ダイバータ領域では1秒以内に壁飽和に達していることが明らかになった。また、バッフル板は10秒程度、主プラズマまわりの壁は100秒程度で壁飽和に達すると評価された。バッフル板での粒子吸収は、10秒程度の時間スケールでグローバルな壁飽和が観測された実験結果と関連していると考えられる。一方、主プラズマまわりの壁での粒子吸収は、放電を繰り返すことによりグローバルな壁飽和状態に近づいていくことと関連していると考えられる。これらの結果をもとに、動的な粒子吸収特性を示す領域と静的な特性を示す領域によりグローバルな壁飽和が起こるというモデルを提唱した。
竹永 秀信; 仲野 友英; 朝倉 伸幸; 久保 博孝; 木島 滋; 清水 勝宏; 都筑 和泰; 井手 俊介; 藤田 隆明
Proceedings of 4th IAEA Technical Meeting on Steady-State Operation of Magnetic Fusion Devices and MHD of Advanced Scenarios (Internet), 8 Pages, 2005/02
長時間放電における壁飽和時間を評価するために、中性粒子輸送解析コードDEGAS2を用いて壁への粒子束を評価した。その際、プラズマパラメータは2次元流体ダイバータコードUEDGEで評価した。ダイバータ部のD発光強度はUEDGEで求めたダイバータ板への粒子束で説明可能であるが、外側バッフル板近傍と主プラズマまわりのD発光強度を説明するためには、外側バッフル板と主プラズマまわりの壁での粒子ソース(全体の6%程度)を考慮する必要がある。D発光強度分布が合うようにDEGAS2で評価した壁へのイオン束と中性粒子束から壁飽和時間を評価した。ここでは、イオンと中性粒子の壁での吸収率は10%とし、壁での単位面積あたりの吸収量は実験室データをもとに110mと仮定した。ダイバータ領域では1秒以内に壁飽和に達している。バッフル板では、10秒程度、主プラズマまわりの壁で100秒程度と評価される。この結果は、10秒程度の時間スケールで410
個の粒子吸収で壁飽和が観測された実験結果と矛盾しない。また、主プラズマまわりの壁での粒子吸収は、放電を繰り返すことにより壁飽和状態に近づいていくことと関連していると考えられる。
久保 博孝; 竹永 秀信; 熊谷 晃*; 東島 智; 鈴木 慎悟*; 杉江 達夫; 逆井 章; 伊丹 潔
Plasma Physics and Controlled Fusion, 41(6), p.747 - 757, 1999/00
被引用回数：20 パーセンタイル：55.12(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uのダイバータ領域におけるヘリカル原子の挙動を調べるために、高分解能分光器を用いてHe Iスペクトル線(667.82nm)のドップラー・プロファイルを観測した。その結果、ダイバータプラズマが低温になると、ダイバータの上流部において、ドップラー幅から導いたヘリウム原子の温度が0.2eVから1.5eVに増加することを見いだした。この現象を調べるためにプロトン衝突による弾性散乱を考慮した中性粒子輸送コードを開発し解析することにより、これはプロトン衝突による弾性散乱に起因することを明らかにした。また、この弾性散乱の効果によって、ヘリウム原子のダイバータから主プラズマへの侵入する確率及びダイバータ排気溝に入る確率が30%大きくなることを指摘した。
清水 勝宏; 嶋田 道也; 滝塚 知典
JAERI-M 91-161, 23 Pages, 1991/10
実験データに基づいてダイバータ及びスクレイプ・オフ層の輸送解析を行なうために、簡易ダイバータプラズマを開発した。磁力線を横切る拡散は、磁力線方向の流れに対して、その効果は小さいので、磁力線方向1次元の流体方程式を数値的に解く。従来のダイバータコードと異なり、境界条件として、ダイバータプレートでのプラズマパラメータ(それは、ラングミュアー・プローブで測定される。)を固定する。中性粒子の輸送は、実平衡配位と壁の幾何形状を含むモンテカルロコードによって、2次元で扱う。プラズマと中性粒子との相互作用は、繰り返し計算によって、コンシステントに解く。従来のダイバータコードに比べて、著しく計算時間が短縮され、ダイバータ輸送を系統的に解析する事が可能となった。このモデルをJT-60Uの初期ジュール加熱プラズマに適用し、主プラズマの粒子閉じ込め時間、スクレイプ層での熱拡散係数を評価した。
井上 修二; 田次 邑吉; 中原 康明; 鈴木 忠和
Nuclear Science and Engineering, 73(2), p.119 - 124, 1980/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Nuclear Science & Technology)プラズマ中の中性粒子輸送は、プラズマを定常な媒質とみなすことによって中性子輸送と同様に扱うことができる。トーラス体系を正確に扱うにはモンテカルロ法が適切なので、幾何形状に関する解析ルーチンを開発してそれを既存の中性子及びガンマ線輸送モンテカルロコード「MORSE」に組み込んだ。ここでは先ずトーラス形状の解析の方法を示すと共に若干の数値計算による解析結果を示す。トーラス形状よりくる性質として、高温の中性粒子はシリンダー形状の場合よりも漏出しやすく、低温の中性子粒子は永くトーラス内に留まり易いことが示される。又、漏出中性粒子のスペクトルを計算することによって、内部の中性粒子の状態およびプラズマ・イオンの温度等との関係を論じる。
井上 修二; 鈴木 忠和; 田次 邑吉; 中原 康明
JAERI-M 6777, 30 Pages, 1976/11
プラズマは定常状態にあると仮定して、中性粒子輸送との類推により、プラズマ境界上の等方またはビ-ム状源からの中性粒子のプラズマ中の輸送問題をモンテカルロ法で解析する為に、ト-ラス幾何形状での輸送を処理するル-チン(TORUS GEOM)を開発し、これを中性粒子輸送解析モンテカルロコ-ドMORSEに組み込んだ。ト-ラス形状内の飛行程の処理法について詳述すると共に、計算コ-ドの使用法を解説する。計算例として等方源およびビ-ム状源の場合について、プラズマ中の中性粒子及び漏れ出た中性粒子のエネルギ-分布や、プラズマ中の中性粒子空間分布を計算し、それらの結果についてト-ラス形状との関連においての考察を行っている。又、円柱近似の精度と適用性の検討も行なわれている。
徳永 晋介; 星野 一生; 朝倉 伸幸; 清水 勝宏; 日渡 良爾
no journal, ,
核融合原型炉ダイバータには、強大な熱流束を処理する除熱性能と、He灰によるコア燃料希釈を防ぐ十分な排気性能の両立が要求される。原型炉の熱に対してダイバータを成立せしめるにはプラズマの完全非接触化が必要と考えられる。ダイバータ板でのリサイクリングによって発生する中性粒子の増加により促進される非接触ダイバータは、磁力線に束縛されない中性粒子の二次元挙動が本質的に重要であり、このような高リサイクリング領域においては中性粒子同士の衝突(NNC)が分布形成に及ぼす影響を無視できない。また粒子排気量はサブダイバータ領域排気口位置での中性分子圧力に依存する。中性粒子分布に支配的影響を及ぼすNNCを考慮した幾何形状最適化が原型炉ダイバータ設計には不可欠である。本研究では、ダイバータシミュレーションコードSONICに中性粒子間の弾性散乱効果を実装し、非接触ダイバータおよび排気性能に対する効果の解析を行う。NNCが考慮されることにより原子・分子の平均自由行程が縮小し、ターゲット近傍にポロイダルまたラディアルに中性粒子が局在して、除熱および排気性能がダイバータ幾何形状により鋭敏になる結果が示された。
