核融合プラズマ中のイオン軌道計算結果。プラズマの維持や運動エネルギーから直接的に電気エネルギーを生み出す役割を担います。
ドアや窓から侵入する花粉の動き。サーキュレータの気流で空気清浄機による除去を助けるための良い条件をシミュレーションで探ります。

人類は地球上で生活しています。私たちの生活は日々豊かになり、それと同時にたくさんの課題が生じています。例えば、環境問題、エネルギー問題、食糧問題、地球温暖化の問題などです。私たちは、最先端技術の研究を進めるとともに、人類が長く地球上で生活できる基盤に関わる研究は、なくてはならないものです。
 私たちの研究室は、環境問題やエネルギー問題を中心に、問題の分析や解決方法の提案・実証などに取り組む研究室です。分析・企画立案などをデザイン(=設計)という言葉で表現できます。ですから、私たちの研究室は、環境エネルギー設計研究室なのです。これが、私たちの大きな方向性です。
 現在取り組んでいる課題の中心的なものとして、核融合発電の研究があります。核融合エネルギーは、太陽が光り輝くエネルギーの源です。エネルギー消費が拡大を続ける中、安定に供給するために,核融合発電炉の実現は期待されていますが,まだ実験の段階にあります。核融合反応を起こすために、高圧のプラズマを長時間閉じ込めなければならない、という課題があります。その上で、核融合の燃料である水素やヘリウムの同位体を、プラズマに供給し続けなくてはなりません。このような問題に対して、スーパーコンピューターを用いたシミュレーションで取り組んでいるのが私たちの研究室です(図1)。
 その他にも、きれいな空気環境で生活できるように、スギ花粉などアレルギー源となる微粒子を速やかに取り除く気流を作り出すシステム(図2)、プラズマを応用してニオイを取り除く装置、核融合反応を応用してガン治療に利用する装置などをデザインし、実現することを目指しています。

研究室についてSTUDENT
研究室メンバーの集合写真。
伊香保研修所での合宿。4年生の発表練習をしました。
教授 髙橋 俊樹 TAKAHASHI toshiki
研究キーワード 核融合,プラズマ,シミュレーション,室内空気環境,乱流シミュレーション,オゾン脱臭
研究分野 プラズマ学流体工学熱工学電気電子工学建築学
主な研究テーマ
  • 高ベータ核融合プラズマの理論・シミュレーション研究
  • 室内アレルゲンの高効率除去を目指した空気清浄システムの開発
  • 熱交換器内着霜シミュレーション研究
研究概要

電磁場におけるイオンや電子の軌道解析や乱流場における微粒子挙動解析などを用いた粒子輸送現象を専門とする。磁気閉じ込めプラズマへの応用では,自己組織化した高ベータプラズマの自発的フロー発現メカニズムの解明,中性粒子ビーム入射による定常維持の可能性について,研究を進める。室内気流への応用では,空気清浄機の生成する乱流場におけるスギ花粉挙動解析から,花粉除去に適した気流生成について検討している。核融合反応の医療応用として,先進ガン治療用小型中性子源の開発に着手し,ホロー陰極放電を利用した高密度プラズマ源の実験を始めている。

提供できる技術 ・応用分野

プラズマ磁気閉じ込め技術,プラズマのシミュレーション技術,熱核融合技術,室内空気環境,オゾン脱臭

主要な所属学会

日本物理学会,プラズマ・核融合学会,電気学会,室内環境学会

論文
  • First Confinement Time Evaluation for Particles Axially Injected into a Non-Adiabatic Trap, Plasma and Fusion Res. 20, 1203023 (2025).
  • Hybrid simulation study on ion heating by low-frequency wave excited in a field-reversed configuration, Nucl. Fusion 65, 036026 (2025).
  • Numerical simulation of wave propagation and plasma response excited in field-reversed configuration plasma, Nucl. Fusion 62, 026019 (2022).
メディア情報
  • https://www.gunma-u.ac.jp/information/85329
  • https://www.gunma-u.ac.jp/information/189607
  • https://www.st.gunma-u.ac.jp/26286
  • https://www.st.gunma-u.ac.jp/24261
  • https://www.gunma-u.ac.jp/information/182141
  • https://ds100.jp/research/l-025/
  • https://my-best.com/122
  • https://my-best.com/12865
  • https://choice.ameba.jp/airpurifier/pollencontrol/
  • https://sfc.jp/treecycle/mokuzai_distro/pdf/202404.pdf
  • https://www.jomo-news.co.jp/articles/-/548250
最終更新日: