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量子制御工学分野

太陽をはじめ、宇宙で輝いている恒星のエネルギーは核融合によって供給されています。この核融合エネルギーを地上において制御することが出来れば、人類の直面しているエネルギー問題を解決することができます。しかしながら、核融合炉を実現するためには、超高温のプラズマを核融合反応が起こるまで閉じ込めておかなければなりません。

本研究室では、磁場閉じ込め核融合炉の実現を目指して、核融合プラズマ中の輸送現象や不安定性、プラズマ波動によるプラズマの制御などについて、主に理論・シミュレーションによる解析をおこなっています。

教員

福山 淳 ( Atsushi FUKUYAMA )

福山 淳教授(工学研究科)

研究テーマ

核融合プラズマの閉じ込め性能を支配する乱流輸送について、その理論・数値モデルの開発と、定量的な解析を行うための輸送シミュレーションを進めています。また、 高温プラズマを制御する手段としてのプラズマ波動について、励起、伝播、吸収とそれに伴うプラズマの時間発展の解析も行っています。そして,磁気閉じ込め核融合プラズマの性能予測と運転シナリオの最適化を目指して,統合シミュレーションコードの開発を進めています.

主な担当講義

工業数学F1、プラズマ物理学

連絡先

桂キャンパス C3棟dブロック2階 d2S01室
TEL: 075-383-3926
FAX: 075-383-3926
E-mail: fukuyama@* (スパム対策のためメールアドレスを省略しております。@の後にはnucleng.kyoto-u.ac.jpを追加して下さい。)
http://p-grp.nucleng.kyoto-u.ac.jp/~fukuyama/

村上 定義 ( Sadayoshi MURAKAMI )

村上 定義教授(工学研究科)

研究テーマ

磁場閉じ込め核融合炉の実現を目指して、炉心プラズマに対して,主に数値シミュレーション手法により研究を行っています.具体的には,軸対称磁場配位のトカマクや3次元的磁場配位であるヘリカル系におけるプラズマ閉じ込めの研究を進めています.特に、プラズマ加熱により発生する高エネルギー粒子の輸送や熱プラズマのクーロン衝突による拡散過程である新古典輸送による熱・粒子輸送の物理的解明を目指して研究を行っています。

主な担当講義

プラズマ物理学、原子物理学、核融合プラズマ工学

連絡先

桂キャンパス C3棟
E-mail: murakami@* (スパム対策のためメールアドレスを省略しております。@の後にはnucleng.kyoto-u.ac.jpを追加して下さい。)
http://p-grp.nucleng.kyoto-u.ac.jp/~murakami/

研究テーマ・開発紹介

核融合プラズマ中の輸送現象

核融合プラズマの閉じ込め性能を支配する乱流輸送。単純な拡散現象では説明できない急峻な圧力勾配をもつ輸送障壁が実験的に観測され、トーラスプラズマの閉じ込め性能向上に寄与しています。

このような輸送障壁形成を説明する乱流輸送モデルの開発と、定量的な解析をおこなうための輸送シミュレーションを進めています。

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図-1

波動によるプラズマの制御

高温プラズマを制御する有力な手段としての波動。数10kHzから数100GHzまでのさまざまな電磁波が、プラズマの生成、加熱、電流駆動、計測等に広く用いられています。その物理機構を解明し、有効なプラズマ制御手法を開発するために、波動の励起、伝播、吸収とそれに伴うプラズマの時間発展の解析を進めています。

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図-2 電磁波による電流駆動の解析例

核融合プラズマにおける不安定性

核融合プラズマの閉じ込めをおびやかす不安定性。閉じ込められたプラズマは、揺動の急激な成長によって、輸送の増大やプラズマの崩壊を引き起こす可能性を潜在的にもっています。

例えば核融合反応で生成された高速のα粒子は、Alfven 波を励起して、閉じ込めを劣化させる場合があります。このような不安定性の発生機構を解明し、それを抑制するための研究を進めています。