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辻井 直人 つじい なおと/講師/基盤科学研究系
複雑理工学専攻/複雑システム講座/プラズマ物理、核融合
http://fusion.k.u-tokyo.ac.jp/

略歴
2005年3月東京大学理学部物理学科卒業
2012年7月米国マサチューセッツ工科大学博士課程修了(理学博士)
2012年8月〜2012年9月米国マサチューセッツ工科大学ポスドク研究員
2012年10月〜2013年3月独マックス・プランク・プラズマ物理学研究所ポスドク研究員
2013年4月東京大学大学院新領域創成科学研究科助教を経て2018年4月より現職
教育活動
研究活動
 核融合エネルギーはクリーンで安全なベースロード電源になりうるものとして研究されています。トカマク型核融合炉により正味の出力パワーを得られる見通しである一方、商業炉実現のためにはプラズマの閉じ込め性能の改善や定常運転の実現等解決すべき課題がいくつも残っています。本研究室では、高瀬教授、江尻准教授とともに、核融合実現に役立つ基礎的な技術開発やプラズマ物理の研究を行っています。核融合科学研究所や米国MIT等の世界的な核融合研究グループと共同研究を行うとともに(文献1-2)、東大のTST-2球状トカマク装置を用いて、定常運転が可能な、波動によるトカマクプラズマ駆動実験を行っています。核融合プラズマのシミュレーションにおいては、大きく異なる時間、空間スケールを同時に解いたり、位相空間で粒子の運動を追跡したりする必要があるため、一般に大きな計算資源が必要となります。近年の大規模並列計算技術の発達により、様々な物理が相互作用する核融合プラズマの振る舞いをかなり定量的に記述できるようになってきました。シミュレーションによる予測を検証するため、TST-2ではマイクロ波干渉計やX線放射計測等を開発・設置し、計測を行っています。実験で得られた計測データを、核融合科学研究所のスパコンでのシミュレーション結果と付き合わせることで、波動の伝搬・吸収過程や電流駆動と電磁流体平衡の相互作用の様子が少しずつ明らかになってきています(文献3)。

数値計算により求めたTST-2におけるプラズマ波動の電場分布。
数値計算により求めたTST-2におけるプラズマ波動の電場分布。

[文献]
1) N. Tsujii, A. Ejiri, Y. Takase, H. Kasahara, K. Tanaka, E.F. Jaeger, and L.A. Berry: "Three-Dimensional Full-Wave Modeling of Waves in the Ion Cyclotron Range of Frequencies on LHD," in proceedings of Plasma Conference 2014, Toki Messe, Niigata, Nov. 18-21, 2014.
2) N. Tsujii, M. Porkolab, P.T. Bonoli, E.M. Edlund, P.C. Ennever, Y. Lin, J.C. Wright, S.J. Wukitch, E.F. Jaeger, D.L. Green, and R.W. Harvey: "Validation of full-wave simulations for mode conversion of waves in the ion cyclotron range of frequencies with phase contrast imaging in Alcator C-Mod," Phys. Plasmas 22, 082502 (2015).
3) N. Tsujii, Y. Takase, A. Ejiri, T. Shinya, H. Togashi, S. Yajima, H. Yamazaki, C.P. Moeller, B. Roidl, M. Sonehara, W. Takahashi, K. Toida, and Y. Yoshida: "Numerical modeling of lower hybrid current drive in fully non-inductive plasma start-up experiments on TST-2," Nucl. Fusion 57, 126032 (2017).

その他
米国物理学会、プラズマ核融合学会各会員。
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将来計画
本研究室では、柏キャンパスのTST-2球状トカマク装置を使って、核融合の早期実現につながるようなトカマク運転手法や技術開発を自由な発想で進めていきたいと考えています。現在は、プラズマ波動を用いて、高性能なプラズマをより効率的に作る手法を確立することが目標です。
教員からのメッセージ
柏キャンパス周辺は緑も多く、落ち着いて研究できる環境が整っています。TST-2は核融合実験装置としては小型ですが、学生の自由な発想を形にするには最適な装置であるとともに、学生でも運転することができる数少ない本格的なトカマクです。ここで得た経験は、修了後、大型装置で核融合研究をしていくときに大いに役立ちますので、核融合を実現して世界のエネルギー問題を解決したいという学生を歓迎します。
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