燃焼プラズマ研究に向けた高エネルギー粒子物理と熱化粒子物理の統合

高能粒子物理和热粒子物理的集成用于燃烧等离子体研究

基本信息

批准号：
18K03587
负责人：
西村伸
金额：
$ 1.5万
依托单位：
National Institute for Fusion Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K03587/
关键词：
磁場閉じ込め核融合非対称トーラス配位燃焼およびNBI加熱プラズマ高速イオン新古典輸送高エネルギー粒子物理非対称トロイダル磁場配位 MHD平衡古典・新古典輸送磁場閉じ込め核融合科学輸送物理加熱物理新古典理論

项目摘要

2021年度に引き続き2022年度も(1) 接線NBIにおける高速イオンの非両極性径方向輸送と、燃焼プラズマにおける核融合生成高速イオンの磁力線方向自発流を準軸対称ステラレータ配位を主対象として検討。(2021年欧州物理学会第47回プラズマ物理コンファレンス(オンライン開催)で、理論概要と過去に核融合研で設計された準軸対称装置CHS-qaを核融合炉のプラズマ体積と磁場強度にスケールアップしての核融合生成アルファ粒子の5次元数値シミュレーションに着手している状況を報告。)(2) 高速イオン減速過程に最適化したCoulomb対数の検討。の各理論的検討、数値計算例作成の作業を進めた。特に2022年度より次の検討も始めている。(3) 京大Heliotron-Jとの双方向共同研究で高速イオン速度分布計測手法であるFIDA(Fast ion D-alpha)を試みたところ荷電交換損失の影響を強く受けた速度分布が形成されている事が判っていた。このような環境下で高速イオン駆動効果の研究を如何に進めていくかを考えておく事は、日中共同で実験準備が進められている準軸対称装置CFQSの将来のNBI加熱実験のためにも考えておく必要がある。プラズマフローや非等方圧力のMHD平衡・安定性計算の目的に考える高速イオン速度分布の低次Legendreオーダーでは、荷電交換損失の有無はピッチ角空間構造は修正せずエネルギー空間構造の修正(低エネルギー領域の減衰)だけをもたらす事が示せる。2022年度は、核融合研プラズマシミュレータにおいてFIDAをこの減衰率の計測として用いるために必要な計算コード群(HFREYA, GNET, FIDASIM)をHEliotron-J配位で使用できるよう整備するとともに、欧州物理学会第48回プラズマ物理コンファレンス(オンライン開催)やプラズマ核融合学会年会に準備状況を報告した。

从2021财年开始，到2022财年，我们将（1）研究快离子在切向NBI中的非双极径向输运以及聚变产生的快离子在燃烧等离子体中沿着磁场线的自发流动，主要关注准轴对称仿星器配置；（2021 年欧洲物理学会第 47 届等离子体物理会议（在线举行）将概述该理论，并将先前在 NIFS 设计的准轴对称装置 CHS-qa 扩展到聚变反应堆的等离子体体积和磁场强度。 (2) 检查针对快离子减速过程优化的库仑对数。我们进行了各种理论研究和数值计算示例的创建。特别是，我们从 2022 财年开始考虑以下事项。 (3) 当我们在与京都大学 Heliotron-J 的双向联合研究中尝试快速离子速度分布测量方法 FIDA（Fast ion D-alpha）时，我们发现受电荷交换损失强烈影响的速度分布我知道它在那里。考虑如何在这样的环境下进行快离子驱动效应的研究，对于未来日本和中国正在共同准备的准轴对称装置CFQS中的NBI加热实验也很重要。在为了等离子体流和各向异性压力的 MHD 平衡/稳定性计算而考虑的快离子速度分布的低勒让德阶中，通过修改能量空间结构来确定电荷交换损失的存在或不存在（下图可以示出）这只会导致能量域的衰减。 2022财年，我们将准备在融合科学研究所的等离子体模拟器中使用FIDA测量衰减率所需的计算代码（HFREYA、GNET、FIDASIM），以便它们可以与HEliotron-J配合使用，我们还将在第48届等离子体物理会议（在线举行）和等离子体聚变学会年会上报告筹备情况。