トカマクプラズマにおける燃料プラズマ－不純物ハイブリッド輸送コードの開発

托卡马克等离子体中燃料等离子体-杂质混合传输代码的开发

• 批准号: 16J06169
• 负责人: 矢本 昌平
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J06169/
• 关键词: 境界層プラズマ; タングステン; シミュレーション; 不純物; トカマク; SOL; ELM

本研究は，核融合発電実現に向けて，信頼性の高いプラズマ-不純物ハイブリッド輸送コードを開発することを目標に，以下の小目標を設定し，研究を行ってきた：１，SOLPS-ITER IMPGYRO統合コードの開発，およびさらなるモデル高度化，２，SOLPS-ITERによる不純物輸送結果とIMPGYROコードの計算結果の比較，３，タングステン壁による実験との比較による妥当性検討．本年度は，特に１について大きな進展があった．まず，モデルの高度化においては，従来の不純物輸送コードでは影響が無視されてきた熱力の運動論的効果を私が開発を行っている不純物輸送コードIMPGYROに導入し，その効果が無視できないことを示した．また，ITER機構にて開発中のSOLPS-ITERコードの不純物輸送モデルについても，ロシア・サンクトペテルグブルグ大学のグループが中心となり，高度化が行われた．そこで，平成３０年３月７－９日にわたり，ITER機構を訪問し，IMPGYROモデルとの違いや，両コード間での結果の比較等の議論を行い，さらなるITERとの不純物輸送に関する共同研究を進めていくことで同意を得た．高度化したIMPGYROコードを用い，ITERの典型的な運転シナリオにおける不純物輸送の予測計算を行った．その結果，ダイバータが部分デタッチ状態の運転においては，タングステンの炉心への侵入は抑えられることがわかり，一方で，高リサイクリング状態の場合では，タングステンの炉心への侵入が確認された．本結果は，タングステン不純物輸送の観点からのITER運転に対する重要な指針を与えるものであり，学術誌(Nuclear Fusion)に投稿・掲載された．

In this study, the following objectives were set for the development of nuclear fusion technology: 1. The development of SOLPS-ITER IMPGYRO integrated circuit, 2. The comparison between the impurity transport results of SOLPS-ITER and the calculation results of IMPGYRO integrated circuit, 3. The comparison between the impurity transport results of SOLPS-ITER and the calculation results of IMPGYRO integrated circuit. This year, special 1 The impure substance transport system is introduced into the impure substance transport system, and the impure substance transport system is introduced into the impure substance transport system, and the impure substance transport system is introduced into the impure substance transport system. In addition, the SOLPS-ITER impurity transport system in the development of the ITER mechanism is highly developed. On March 7-9, 2010, ITER organizations visited, IMPGYRO conducted a study on impurity transport in ITER and agreed to conduct a joint study on impurity transport in ITER. Highly automated IMPGYRO systems are used to predict the transport of impurities in ITER's typical operations. As a result, the operation of the partial data state is reversed, and the intrusion of the furnace center is suppressed. On the one hand, the high data state is reversed, and the intrusion of the furnace center is confirmed. The results are published in the journal Nuclear Fusion.

项目成果

Kinetic modeling of impurity transport using the IMPGYRO code

使用 IMPGYRO 代码进行杂质传输的动力学建模

• 发表时间: 2016
• 期刊: Proc. Of the 26th IAEA Fusion Energy Conference
• 作者: S. Yamoto;X. Bonnin;Y. Homma;H. Inoue;K. Hoshino;A. Hatayama;R. A. Pitts
• 通讯作者: R. A. Pitts

W transport simulations in divertor and SOL plasma using IMPGYRO and benchmark against DIVIMP

使用 IMPGYRO 并针对 DIVIMP 进行基准测试，在偏滤器和 SOL 等离子体中进行 W 输运模拟

• 发表时间: 2016
• 作者: S. Yamoto; X. Bonnin;Y. Homma;S. W. Lisgo;A. Hatayama;R. A. Pitts
• 通讯作者: R. A. Pitts

タングステン不純物輸送コードにおけるドリフトの効果の比較 -IMPGYRO コードと DIVIMP コードのベンチマーク -

钨杂质传输代码中漂移效应的比较 - IMPGYRO 和 DIVIMP 代码的基准测试 -

• 发表时间: 2016
• 作者: Mukohyama Shinji;Watanabe Yota;矢本昌平，Xavier Bonnin，畑山明聖，本間裕貴，星野一生，井上春如，Steve Lisgo，Richard Pitts
• 通讯作者: 矢本昌平，Xavier Bonnin，畑山明聖，本間裕貴，星野一生，井上春如，Steve Lisgo，Richard Pitts

Kinetic modeling of high-Z tungsten impurity transport in ITER plasmas using the IMPGYRO code in the trace impurity limit

• DOI: 10.1088/1741-4326/aa7fa6
• 发表时间: 2017-08
• 期刊: Nuclear Fusion
• 影响因子: 3.3
• 作者: S. Yamoto;X. Bonnin;Y. Homma;H. Inoue;K. Hoshino;A. Hatayama;R. Pitts

Numerical analysis of tungsten erosion and deposition processes under a DEMO divertor plasma and geometry

DEMO 偏滤器等离子体和几何形状下钨侵蚀和沉积过程的数值分析

• DOI: 10.1016/j.nme.2017.05.003
• 发表时间: 2017
• 期刊: Nuclear Materials and Energy
• 影响因子: 2.6
• 作者: Y.Homma ,K.Hoshino,S.Yamoto ,N.Asakura S.Tokunaga ,A.Hatayama,Y.Sakamoto,R.Hiwatari ,K.Tobita ,DEMO Joint Special Design Team for Fusion