核融合科学研究所

核融合発電の実現には高温のプラズマを安定に維持することが必要です。ところが、プラズマを閉じ込める容器の壁から発生する不純物や、プラズマ中に発生する乱流によって、プラズマの温度が低下することがあります。大型ヘリカル装置(LHD)において、プラズマ実験の最中にホウ素の粉末をプラズマにふりかけることにより、リアルタイムで壁からの不純物を低減すると同時に、プラズマ中の乱流を抑制できることを明らかにしました。

日欧の国際共同研究により革新的核融合炉への新展開米科学誌「フィジカル・レビュー・レターズ」に論文掲載2021-11-05 核融合科学研究所概要核融合発電の実現には、高温のプラズマ※１を磁場で閉じ込めることが必要です。ところが、プラズマ中に発...

核融合発電の研究において、LHD実験で蓄積してきたデータを活用して、加熱パワーと温度勾配の関係性が分かるようにするため、「線形重回帰」手法を用いて「熱輸送の特徴を表す数式」を導き出した。概ね、中心温度の上昇や下降といった温度変化の傾向は再現することができた。

これまでに、核融合にとって乱流にプラス面があることを実験で明らかにした。圧力勾配が急峻になると発生するプラズマの不安定性には、緩やかに現れて持続するものと、突然現れるものがあり、突然現れる不安定性は、「きっかけ」と「プラズマへの影響」の解明に、重要な実験結果が得られた。

銅合金と様々な金属との強固で、さらに多段階の接合も可能にする技術「先進多段階ろう付接合法」を開発した。核融合炉の除熱機器の性能を向上させる新構造の製作が可能になり、製作した試験体を用いて世界最高の除熱性能を実証した。

「乱流輸送」を高精度に予測するために、データサイエンスの手法と大規模シミュレーション、これまで得られたデータの分析結果を組み合わせることで、新しい予測方法を開発した。乱流輸送の予測効率が大幅に向上し、核融合炉の設計研究が大きく前進した。