4pD42P 主プラズマと周辺プラズマ輸送の統合モデリング Integrated Divertor Modelling of Impurity Transport in Detached Plasma 清水勝宏１、滝塚知典１、星野一生１、本多充１、林伸彦１、高山有道２、福山惇３、矢木雅敏４ Katsuhiro Shimizu1,Tomonori Takizuka1, Kazuo Hoshino1, Mitsuru Honda1, Nobuhiko Hayashi1, Arimichi Takayama2, Atsushi Fukuyama3, Masatoshi Yagi4. JAEA１, NIFS２, 京都大学３, 九州大学４ダイバータでの粒子、熱輸送を解析するため開発している統合ダイバータSONICコードシステムは、２次元プラズマ流体コード(SOLDOR)、中性粒子モンテカルロコード(NEUT2D)、不純物粒子モンテカルロコード(IMPMC）からなる。中性粒子、及び不純物輸送は、モンテカルロコードで解かれ、超並列計算機（SGI ALTIX 3900)において、Message Passing Interfaceを用いた並列化による最適化により、３２ＰＥを用いて、５１０時間で定常計算が可能である。新しい展開として、１．トカマク輸送コードとの結合、２．ダイバータ板での損耗/再堆積の現象を詳細にモデリングしたEDDY（徳島大で開発）との結合を進めている。 SONICコードでは、炉心プラズマの境界でのイオンの粒子束、熱流束を入力データとして与え、周辺プラズマの密度、温度、流速の定常分布を求めている。しかし、粒子束、熱流束は、本来炉心プラズマの閉じこめ特性が決める。また、ダイバータ特性は、中性粒子、不純物の炉心への逆流、混入を通じて、炉心プラズマの閉じ込め特性に強い影響を与える。炉心とダイバータ特性の関連を明らかにするため、 SONICコードと炉心プラズマ輸送コード（TOPICSコード及びTASKコード）との結合を行う。こうした結合において、問題となるのは、各コードは複数の開発者（他研究機関）により同時に改良が進められている事である。従って、各コードの独自性を保ちながら、如何に結合するかが、結合/統合化の際の要（かなめ）である。独立の複数のプログラムがMassage Passing Interface (MPI）によりデータを必要に応じて交換し、協調して計算を進めるシステム（MPMD：Multiple Program Multiple Data)の開発を行った。第１図に、本コードシステムをTOPICS/SONIC/EDDYコードに適用した場合の模式図を示す。本システムでは、全てのPEは担当するプログラム毎にグループ分けされ、グループマスターから、計算に grand master 必要なデータを受け取る(MPI_Bcast）。各モンテ計算の結果は、グループマスターが受け取り集計する（MPI_Reduce)。プログラム間のデータは、グランドマスターからの指令により、グループマスター間の通信(MPI_Send/MPI_Recv）により交換される。プログラム間は、データ通信に限定され、他のコードへの依存性が排除される。この結果、各コードの改良作業に影響を与えることなく、統合化を図る事が可能となる。現在、各研究機関、及び国際協力の基にITER group master Integrated Modelling活動で、モデルの精密化とそれらのモデルの統合化が行われつつある。本システムは、第 1 図 NEW MPMD system そうした統合化にむけたシミュレーションコード開発の基盤となるものである。