篠原 研究室
Shinohara Lab.
Press release/プレスネタになりました：”高温度プラズマの維持を阻害する要因を特定 -熱雪崩が及ぼす影響を実験的に観測- ”
*ニュースは江尻・辻井研と共有してます。右よりどうぞ：一般ニュース ＆ 研究ニュース
We are working with Ejiri & Tsujii Lab. Latest news are integrated into their pages, General & Reseach news
太陽の光（エネルギー）が届かない宇宙空間で人類が使え る基 幹エネルギー源は核反応に基づくものとなります。核反応には核分裂と核融合がありますが、核分裂の場 合、燃料であるウランなどは微量金属で宇宙空間にはほとんど存在しません。一方の核融合の燃料であ る水 素などの軽元素は宇宙の多くの場所に存在します。人類が地球を離れ、火星より遠くへ生活圏を広げること ができるようになるためには、是非とも手にすべきエネルギー源です。
2020年代、核融合研究は新たなステージに入りました。これ までの知見に基づいて設計された２つのマイルストーン的装置の運転が始まります。一つは、 ITER(2025〜)で核融合反応で自身を加熱維持する燃焼プラズマの実験を行います。人類が初めて 見る燃焼プラズマです。一つは、JT-60SA(2020〜)です。燃焼プラズマではありません が、 ITERほど大きくないため(それまでは世界最大です）機動性を生かして、先進的な運転手法を開発しま す。このJT-60SAは、EUと共同で茨城の量子科学技術研究開発機構那珂研究所に建設されまし た。 大型装置固有の立ち上げの困難を乗り越え2023年秋にトカマク放電を成功させました。世界最大のダイバータトカマクプラズマ放電でした。
核融合コミュニティーはこれら装置で活躍する意欲のある人材を求めています。
当研究室では、江尻・辻井・藤堂研究室と協力して、柏キャンパス内のTST-2装置や学外 の装 置 (JT-60SA (量研)、LHD (NIFS)など)での実験や物理計算コードを利用して、各種物理現象の機構をデータ駆動科学の視点ももって理解します。そして、その物理機構のエッセンスに基づき核融合装置運転のためのシュミレータへの貢献を目指しています。実験においては、新たな発見を目指して計測器の開発研究も行っています。
We can say nuclear reactions are our only energy sources that humans can use in outer space, where the light of the sun ,which is equivalent to “energy”, does not reach sufficiently. Nuclear reactions are divided into nuclear fission and nuclear fusion. In the case of nuclear fission, uranium and other fuels are trace metals and hardly exist in outer space. On the other hand, light elements such as hydrogen, which is the fuel for nuclear fusion, exist in many places in the universe. In order for mankind to be able to leave the earth and expand its habitable zone beyond Mars, it is our one and only energy source that must be obtained by all means.
In the 2020s, nuclear fusion research has entered a new stage. Two milestone devices designed based on the knowledge gained so far will begin operation. One is the ITER (2025-). By using the ITER, we will conduct experiments with burning plasmas that heats and maintains itself in a nuclear fusion reaction. Humans will see the burning plasmas for the first time. One is JT-60SA (from 2020). It does not discharge a burning plasma, and it's not as big as ITER (JT-60SA is the world's largest until then). The size is acceptable to achieve high performance to simulate DEMO, and acceptable for the hardware upgrade from the viewpoint of cost and time. So JT-60SA will develop advanced operation scenarios & techniques for DEMO by taking advantage of its scale merit. This JT-60SA was built at the Naka institute of National Institutes for Quantum Science and Technology (QST) in Ibaraki in collaboration with the EU. After resolving technical issues on the startup, the JT-60SA has sucessfully run a tokamak operation in the autumn, 2023.
The fusion community is looking for young researchers who are motivated to work with these devices.
In cooperation with the Ejiri, Tsujii, and Todo laboratories, we are conducting experiments with the TST-2 equipment on the Kashiwa campus and off-campus devices (JT-60SA (QST), LHD (NIFS), etc.) and conducting simulations by using physics calculation codes. We will understand the mechanism of various phenomena in the experiments and simulations by developing analysis methods with the viewpoint of data-driven science. Based on the essence of the physics mechanism, we aim to contribute to a simulator for the operation of nuclear fusion devices. We also conduct research and development of diagnostics with the aiming at new discoveries.
