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渡邉 智彦*; 井戸村 泰宏; 藤堂 泰*; 本多 充*
日本原子力学会誌ATOMO
, 64(3), p.152 - 156, 2022/03
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。
下村 安夫
Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.3 - 11, 2006/02
被引用回数：4 パーセンタイル：30.64(Nuclear Science & Technology)(国際核融合実験炉)計画の目的は核燃焼プラズマの研究を行い、500MWの核融合出力を長時間持続し、発電炉の鍵となる技術を実証することである。政府高官による建設地及び費用分担の交渉が2003年12月より本格的に開始された。EUはカダラッシ(仏)、日本は六ヶ所村(青森)への建設地誘致を主張し、お互いに譲らずこう着状態が続いている。EUまたは日本が非誘致極になった場合には分担費用は少なく、得る利益は多大である。建設地と機構長の早急な決定が強く望まれる。それらが決定すれば、直ちに、ITER国際研究機構をスムーズの立ち上げ,製作や建設に長期間を要するコイル,真空容器,建設などの発注手続きが開始できるように、また建設期のリスク管理が妥当に行えるようITER国際チームは各極内のチームと協力して準備を進めている。ITERの運転を効率よく行うためには、信頼性の高い種々のプラズマ計測系,プラズマの加熱,電流駆動系,遠隔保守機能,ブランケット試験体等の準備が不可欠である。
西谷 健夫
放射線, 31(2), p.97 - 104, 2005/04
トカマクを中心とするプラズマの磁場閉じ込めの研究では、核融合の科学的実証を目指して研究が進められており、すでに米国のTFTRとEUのJETではDTプラズマ実験が実施された。また現在国際熱核融合実験炉ITERの設計が国際協力で進められており、まさにその建設が決まろうとしている。核反応を伴わないプラズマの診断では、プラズマから放出される電磁波や中性粒子が主な測定対象になっていたが、DD反応やDT反応などの核反応を伴うプラズマでは、中性子,
粒子を初めとする高速荷電粒子,
線といった放射線が大量に放出され、それらの計測はプラズマ診断の大きな手段になってきている。ここではITERにおける核燃焼プラズマの計測を中心に放射線を用いたプラズマ診断について紹介する。
下村 安夫
プラズマ・核融合学会誌, 81(3), p.143 - 148, 2005/03
ITER(国際核融合実験炉)計画の目的は核燃焼プラズマの研究を行い、500MWの核融合出力を長時間持続し、発電炉の鍵となる技術を実証することである。2001年に完了した工学設計活動(EDA)の成果をさらに発展させ、建設開始に向けた技術的な準備が着実に進められている。これと平行して、EU,日本,ロシア,中国,米国,韓国の政府代表による公式協議が進められてきた。2003年末までに、協定書案,ITER国際研究機構の構成・運営,物品調達方式・分担,リスク管理,知的所有権などの検討はほぼ完了した。政府高官による建設地及び費用分担の交渉が2003年12月より本格的に開始された。EUはカダラッシ(仏)、日本は六ヶ所村(青森)への建設地誘致を主張し、お互いに譲らずこう着状態が続いている。EUまたは日本が非誘致極になった場合には分担費用は少なく、得る利益は多大である。建設地と機構長の早急な決定が強く望まれる。それらが決定すれば、直ちに、ITER国際研究機構をスムーズに立ち上げ、製作や建設に長期間を要するコイル,真空容器,建設などの発注手続きが開始できるように、また建設期のリスク管理が妥当に行えるようITER国際チームは各極内のチームと協力して準備を進めている。
岸本 浩; 白井 浩
Proceedings of 3rd International Sakharov Conference on Physics, p.185 - 200, 2003/00
核融合を利用したエネルギー開発は、大型トカマクからITERへ、さらに原型炉へと展望が拡がる時期にさしかかっており、将来を見据えた先進的なトカマク運転の研究が精力的に進んでいる。先進トカマク運転では、プラズマ内部に形成される内部輸送障壁 (ITB) の積極的な利用を中心に据えている。ITBでは静電揺動が顕著に抑制されるため熱輸送が減少する。これによりエネルギー閉じ込め性能が飛躍的に改善し、核融合エネルギー増倍率は1.25に達した。ITBにおける強い圧力勾配は、ブートストラップ電流と呼ばれる自発電流を生成し、JT-60では既に全電流の80%を自発電流で生成するプラズマも得ている。このことにより、従来電磁誘導でプラズマ電流を生成するためパルス運転にならざるをえないとされてきたトカマク運転に、連続運転への道を開いた。ITB を有する先進運転では、長時間にわたり高プラズマ圧力を維持する必要があるため、MHD不安定性が懸念されているが、外部電流駆動による電流分布制御やプラズマ表面近傍に設置したコイルにより、抑制する手法が開発されている。核燃焼実験を実施するITERでは、高プラズマ圧力により自己形成するプラズマの密度・温度分布と電流分布を、少ない外部入力で制御することが重要な課題である。
草間 義紀; 小関 隆久
日本物理学会誌, 56(4), p.262 - 266, 2001/04
トカマクプラズマにおいて、高速イオンが励起するアルヴェン固有モードの周波数領域で急激な周波数変化を伴った間欠的な磁気振動を見いだした。さらに、高速イオンエネルギースペクトルの測定から、この間欠的現象が高速イオンと磁気振動との共鳴的相互作用によることを明らかにした。高温プラズマにおける電磁流体的振動と高速イオンの相互作用の解明は、核燃焼プラズマ物理を理解し、粒子によるプラズマの加熱が支配的な核燃焼プラズマを実現するための研究の最前線の一つとなっている。
中村 博雄; 逆井 章; 嶋田 道也; 芳野 隆治; 新井 貴; 福田 武司; 平山 俊雄; 細金 延幸; 石田 真一; 神永 敦嗣; et al.
Journal of Nuclear Materials, 196-198, p.642 - 646, 1992/00
被引用回数：3 パーセンタイル：35.31(Materials Science, Multidisciplinary)長パルスの核燃焼プラズマ実現のためには、燃料粒子および熱化粒子(ヘリウム灰)の制御が重要である。本報告は、JT-60U実験で実施した水素・重水素リサイクリングとヘリウム灰実験に関する結果について述べた。前者に関しては、毎朝の残留ガスの経時変化やリイサクリング特性の壁温依存性について調べ、150
C以上の壁温が密度制御上必要であることを示した。また、Hモード実験においてリサイクリング低域には、ディスラプション付き放電が最も有効であることを明らかにした。更に、高中性子発生率の高
放電結果より、低リサイクリングがプラズマに与える機構について詳細に調べる必要がある。ヘリウム灰実験については、3月までに実施した。ヘリウムガス入射による初期実験結果について述べた。今後、ヘリウムNB入射実験を予定している。
谷 啓二; 安積 正史; 滝塚 知典
Fusion Technology, 18, p.625 - 632, 1990/12
主半径膨張に伴う粒子閉じ込めの劣化を利用する、核燃焼プラズマの受動制御方法について、1.5次元輸送コードを用いてその可能性を示した。輸送コードでは、軌道追跡モンテカルロコードによる粒子のリップル損失の結果から、損失のスケーリング則を見出し、これを用いた。解析の結果、受動制御では、5%を越える主半径膨張と、20%を越える粒子損失が必要であることがわかった。また、受動制御と、リップルの帰還制御を組み合わせたハイブリッド制御が、核燃焼制御に対して非常に有効であることが示された。ハイブリッド制御では、主半径膨張は2~3%、制御リップルは、1%程度しか必要でなく、粒子の損失も15%以上でよいことがわかった。
