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磁場閉じ込め核融合炉で励起される乱流に関する大規模シミュレーション

 位相空間5次元ジャイロ運動論モデルを解く第一原理コード「GKNET」を開発し、ペタスケールのスーパーコンピュータを用いて大規模シミュレーションを行うことで、数メートルの装置サイズ全体で数ミクロサイズの乱流を再現することに成功しました。
 下図は、プラズマが自ら作る電磁場を介して相互作用することで形成された揺らぎ(乱流)を示しており、赤点の動きはプラズマ中のイオンを1つ抽出し、その軌道を描いています。イオンはトーラスを1週することなく、途中でターンする複雑な軌道を描いていることがわかります。
 なおこのシミュレーションでは、位相空間5次元を50億の格子点(~100GB)で離散化し、国際核融合エネルギー研究センターが保有するJapan Fusion Reactor Simulator 1 (JFRS-1)と呼ばれるスーパーコンピュータを用いて行っています。