权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

電子サイクロトロン電流駆動効率改善のための準光学的なビーム入射条件の解明

阐明准光束入射条件以提高电子回旋加速器电流驱动效率

基本信息

批准号：
21K13905
负责人：
柳原洸太
金额：
$ 1.75万
依托单位：
National Institutes for Quantum Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1.大型ヘリカル装置においてPARADEコードを実験検証した成果を論文にまとめた。2021年に完了済。2.新しく開発した電流駆動計算モジュールの妥当性を検証するため、従来の幾何光学的なコードとの比較を行った。計算はJT-60SAで予定されている幾つかの典型的なプラズマ条件において行った。開発したモジュールの新しい点は、準光学光線追跡コードPARADEによって非一様な吸収を考慮した入射電磁波ビームの位相・強度分布から波数分布を再構成することで、ビーム分布の崩れとそれによる軌道変化、即ち散逸性伝搬まで含めて準線形拡散係数の分布を求められる点である。電磁波ビームが共鳴吸収層に対して垂直気味に入射する条件では新しいモジュールと従来のコードによる計算結果は一致した。一方で、共鳴吸収層に対する入射角が浅くなるにしたがい、新しいモジュールによる計算結果には散逸性伝搬を考慮できることによる駆動電流分布の広域化が確認された。以上より、十分妥当な検証結果が得られた。3.アメリカDIII-D装置において先行している、装置上方に設置されたアンテナから入射した電磁波ビームによる電流駆動効率の改善実験を、開発した電流駆動計算モジュールを用いて解析し、DIII-Dの研究チームにその結果を共有した。4.当初の研究計画にはなかったが、より精密な駆動電流解析のため、随伴法を用いないフォッカープランクコードの開発及びPARADEとの統合計算について、検討を開始した。5.核融合原型炉JA-DEMOにおいて、装置外側からの電磁波ビーム入射による電流駆動を評価した。相対論効果によって入射電磁波ビームの伝搬経路上に広域に渡る高次の共鳴吸収が出現し、局所的な電流駆動が困難な状況が現れることが判明した。そこで電磁波ビーム入射位置を装置上方に変更することで、駆動効率を同程度以上に維持したまま駆動電流を局所化できることを確認した。

1. The results of the large-scale installation are as follows: 2021 is over. 2. The validity of the new open circuit current calculation method is verified by comparing the results of geometric optics. Calculation of JT-60SA is based on typical conditions. The new point of development of the quasi-optical ray tracing system is to consider the phase and intensity distribution of the incident electromagnetic wave, and to reconstruct the wave number distribution. The calculation results of the resonance absorption layer and the vertical radiation incidence are consistent. The localization of the dynamic current distribution is confirmed by the calculation results of the incident angle of the resonance absorption layer. The above is a very good result. 3. The improvement of the current fluctuation efficiency of the DIII-D device is carried out by setting up a device above the DIII-D device, and the current fluctuation calculation is carried out by using the DIII-D device. 4. The initial research project started with the development of accurate dynamic current analysis and the application of random method and integrated calculation of PARADE. 5. Nuclear Fusion Prototype Furnace JA-DEMO is located in the middle of the device, and the electromagnetic wave incident on the outside of the device is evaluated. In this paper, the resonance absorption of incident electromagnetic waves in the transmission path of high order occurs, and the current fluctuation of the incident electromagnetic waves is difficult to determine. The incident position of the electromagnetic wave is higher than that of the device, and the dynamic efficiency is higher than that of the device.

项目成果

期刊论文数量（1）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Upgrade of a quasioptical code PARADE for fusion DEMO: introducing relativistic electron dynamics

用于聚变DEMO的准光代码PARADE的升级：引入相对论电子动力学

DOI：
10.1088/1741-4326/ac6f69
发表时间：
2022
期刊：
Nuclear Fusion
影响因子：
3.3
作者：
C. Moon;A. Fujisawa;Y. Nagashima;T. Nishizawa;T-K Kobayashi;and D. Nishimura;Yanagihara K.
通讯作者：
Yanagihara K.

Quasioptical modeling of wave beams with and without mode conversion. IV. Numerical simulations of waves in dissipative media

有和没有模式转换的波束准光学建模。