茨城県つくば市 · 直近5年度8件 / 通算94件 · 1979–2026年度
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2022年度以降に期間が続いている8件。概要は研究代表者本人が科研費に登録した文章です。
代表 皇甫 度均
核融合炉ダイバータ環境で生成されるタングステン(W)共堆積層の水素透過挙動を解明する。小型RFプラズマ装置APSEDASにおいてHe-W及びD-W共堆積層を作製し、重水素プラズマ駆動透過実験とガス駆動透過実験を実施し、共堆積層の有無が透過フラックスの増減に与える影響を評価する。表面再結合係数、内部拡散係数、捕捉サイト濃度を定量化し、共堆積層の透過特性を支配する因子を特定する。さらに、Nd:YAGパルスレーザーによる熱パルス印加で温度変調が透過挙動に及ぼす影響を調べる。水素輸送シミュレーションFESTIMとの比較により、共堆積層内の水素挙動を総合的に理解し、核融合炉の燃料吸蔵透過予測に貢献する。
タングステン · 共堆積 · 水素吸蔵透過
KAKEN 26K17118代表 南 龍太郎
大電力ジャイロトロンを、直線磁場配位のGAMMA 10/PDX ECHシステムに適用し、MWレベルのパワー伝送での課題抽出を行う。併せて、非接触プラズマ生成形成の基礎データ取得を行う。 高熱流束生成に適した伝送ミラー・アンテナの放射分布形状の最適化設計を行う。新規アンテナを用いたMWレベルのマイクロ波入射を行い、強力な電子加熱実験を実施し、生成された高熱流パルス負荷と非接触プラズマの相互作用の基礎データ取得を行う。 ECHパワーを変調することにより生成・制御されたELM様パルス高熱流負荷を非接触プラズマに入射し、高エネルギー電子の特性と非接触プラズマとの相互作用のデータを系統的に整理する。
大電力ジャイロトロン · 間欠的高熱流束 · 非接触プラズマ
KAKEN 25K07259代表 江角 直道
磁場閉じ込め核融合炉の実現において、プラズマとガスとの相互作用によりダイバータ領域に形成される非接触プラズマ挙動の理解とその制御方法の確立は重要な課題である。本研究では窒素-水素複合ガス入射による非接触プラズマの形成過程を明らかにするため、a) 窒素-水素複合ガス入射による非接触プラズマの時空間構造の精密観測、b)分子性ガスの介在するプラズマ再結合反応過程の理解、c)分子の振動・回転状態が非接触プラズマに与える影響の検証を行う。本研究の遂行により、窒素-水素ガス入射時の非接触プラズマ形成に関わる原子分子反応過程の詳細を明らかにし、ITER/原型炉への外挿性の高い物理モデルの構築にも寄与する。
ダイバータ · 非接触プラズマ · プラズマーガス相互作用 · 分子活性化再結合 · 原子分子反応過程 · プラズマ－ガス相互作用 · 原子分子過程 · プラズマ
KAKEN 23K22469代表 坂本 瑞樹
核融合原型炉のプラズマ対向材料候補であるタングステンとヘリウムとの相互作用により形成される表面ナノ構造が、水素同位体吸蔵特性や水素リサイクリングに及ぼす影響を明らかにすることを目的として、タングステンへのヘリウムプラズマ照射により表面ナノ構造を有する試料を作成し、特徴の異なる2種類のプラズマ生成装置を用いて、その表面ナノ構造試料への水素同位体プラズマ照射実験を行う。プラズマ照射中の分光測定や水素透過量測定及びプラズマ照射後の昇温脱離測定等を通して水素同位体吸蔵特性や水素リサイクリング特性を調べる。さらに、試料表面へのレーザー照射によるナノ構造溶融の影響も調べる。
重水素吸蔵特性 · タングステン · 表面ナノ構造 · 水素リサイクリング · 水素吸蔵特性 · 水素透過
KAKEN 23K20835代表 皇甫 度均
ヘリウム(He)プラズマ－タングステン(W)相互作用により生成される金属ナノ繊維が集積したバンドル構造(NTBs)の生成過程の詳細を明らかにする．プラズマ照射初期時における表面変化の様子を共焦点レーザー顕微鏡と電子顕微鏡により観測し，基盤の結晶方位がスパッタリング，fuzz生成，微小突起の形成に及ぼす影響を明らかにする．また，同一試料におけるプラズマ照射・表面観察の交互実施により，初期の結晶方位や微小突起形成と後期NTBsの関係を明らかにする．さらに，スパッタリング率など外部条件と成長したNTBs形状との関係性を解明し，核融合研究の進展に貢献するNTBs形成機構の総合的理解に寄与する．
タングステン · ナノ構造バンドル · スパッタリング · 再堆積 · ヘリウムー不純物混合プラズマ · ダイバータ · ヘリウム不純物混合 · プラズマー壁相互作用
KAKEN 23K13083代表 東郷 訓
核融合プラズマでは核燃焼プラズマから周辺プラズマに定常的に熱流が流入する。熱流の広がり幅が小さいほど狭い受熱面積に熱流が集中し、熱流制御がより困難になる。しかし熱流の広がり幅を能動的に変化させる手法は発見されていない。そこで本研究では、周辺プラズマへのガスパフやペレットの入射に伴うプラズマ揺動が熱流の広がり幅に与える変化とその物理機構、将来装置での熱流制御にもたらす効果をシミュレーションで解明することを目的とする。第一原理的なプラズマ輸送コードと、中性粒子/不純物粒子の挙動を解く周辺プラズマ統合コードのカップリングにより、ガスパフやペレット入射の際のプラズマ揺動のシミュレーションを行う。
周辺プラズマ · ダイバータ熱負荷制御 · 運動論的シミュレーション · 時間発展シミュレーション · ジャイロ運動論的シミュレーション · ジャイロ位相 · 熱流束広がり幅 · 乱流輸送
KAKEN 22K14022代表 岡本 拓馬
本研究は、磁場閉じ込め核融合炉での重要課題であるダイバータ板への熱負荷の効率的な低減に向けた研究である。ダイバータへの熱流束低減手法として、ダイバータに届くまでにプラズマのエネルギーを低下させ消滅を促し、プラズマ粒子束を低減させる手法が検討されている。本研究では、窒素および水素分子が関与するプラズマ消滅過程に着目し、従来研究より高温のプラズマを生成可能な装置を用いて実験的にメカニズムを解明する。更に、計測結果に基づき制御手法を検討し、有効性の確認を目的とする。ダイバータへの熱・粒子負荷を高効率に低減するための物理理解と制御指針を確立し、将来の核融合炉での安定運転技術の発展に貢献する。
代表 瀬戸 拓実
核融合炉実現のためにダイバータプラズマの解明が急務である。本研究では核融合炉ダイバータ級の強磁場下で、大口径高密度プラズマを生成できるプラズマ源を開発する。フラットアンテナを用いたヘリコン波プラズマ源は大口径高密度プラズマ源の一つとして期待されているが、強磁場下での放電は未知数である。そこで、単一のプラズマ源で弱磁場から強磁場まで網羅的に実験を行い、強磁場装置でも大口径高密度プラズマ生成を実現することと、磁場がヘリコンプラズマ生成に与える影響の解明を目的とする。これにより、ヘリコン波プラズマ源の応用範囲の拡大、核融合分野の進展に加え、プラズマ基礎物理や装置応用への新たな知見を得られる。
直近5年度の課題で研究代表者を務めている人。所属・職名は最新の課題が採択された時点の記載で、現在と異なる場合があります。
同じ課題に分担者・研究協力者として参加している機関。通算の課題数です。
出典: KAKEN 科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）。 科研費以外を財源とする研究はこの一覧に現れません。 集計の考え方は 日本の核融合 を参照してください。