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2015年11月11日 (14:29)

重水素プラズマをシミュレーション【ヘリカル型では世界初】

核融合科学研究所
(土岐市下石町、竹入康彦所長)は、
スーパーコンピューター
「プラズマシミュレーター」を使って、
重水素プラズマの『乱れ』について、
シミュレーションした。
プラズマを閉じ込める方法として、
「トカマク型」と「ヘリカル型」がある。
重水素のシミュレーションについては、
「トカマク型」は、既に実現していたが、
「ヘリカル型」で、成功したのは、世界初。
核融合科学研究所の
仲田資季助教(なかた・もとき、32歳)らの
研究グループが行ったもの。
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核融合科学研究所では、
プラズマの性能を向上させるため、
大型ヘリカル装置(LHD)を使った、
「重水素実験」を、
平成29(2017)年3月から、
開始する予定。
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軽水素のシミュレーションについては、
大型ヘリカル装置(LHD)で行った、
実際の実験結果と、ほぼ相違なく、
重水素についても、LHDで実験を行う前に、
シミュレーションすることが、必要だった。
ただし、重水素プラズマを、
シミュレーションするには、
計算に時間が掛かるため、
最新鋭のスーパーコンピューターを導入。
プログラム「5次元プラズマ
乱流シミュレーションコード(GKV)」も改良し、
従来比で、8倍以上、性能を向上させた。
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核融合発電の実現のためには、
プラズマの温度を、1億度以上にまで加熱し、
その熱を閉じ込めて、高温状態を、
長時間、維持する必要がある。
しかし、プラズマの中に、
波や渦といった『乱れ』(乱流)が発達すると、
温度の高い部分が、低い部分にかき混ぜられ、
プラズマの温度が、上がらない。
ただ、従来の軽水素に比べて、
重水素のプラズマは、乱れが抑制され、
熱の閉じ込めが、改善されることは、
既に分かっていた。
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今回のシミュレーションでは、
軽水素のプラズマと
重水素のプラズマを比較。
LHDで、重水素実験を行えば、
①熱の閉じ込め時間は、
ほぼ2倍、長くなる。
②乱れを抑制する流れの強さは、
約1・6倍、強くなる。
と、予測した。
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