Experimental trends in thermal plasma partial recombination resulting from massive injection into high-Z (Ar) containing runaway electron (RE) plateaus in DIII-D and JET are studied for the purpose of achieving sufficiently low electron density () to increase RE final loss MHD levels. In both DIII-D and JET, thermal electron density is found to drop by ∼100 when the thermal plasma partially recombines, with a minimum at a vacuum vessel-averaged density in the range . RE effective resistivity also drops after partial recombination, indicating expulsion of the Ar content. The level after partial recombination is found to increase as RE current is increased. The amount of initial Ar in the RE plateau is not observed to have a strong effect on partial recombination. Partial recombination timescales of order 5 ms in DIII-D and 15 ms in JET are observed. These basic trends and timescales are matched with a 1D diffusion model, which is then used to extrapolate to ITER and SPARC tokamaks. Within the approximations of this model, it is predicted that ITER will be able to achieve sufficiently low values on time scales faster than expected RE plateau vertical drift timescales (of order 100 ms), provided sufficient or is injected. In SPARC, it is predicted that achieving significant recombination will be challenging, due to the very high RE current density. In both ITER and SPARC, it is predicted that achieving low will be easier with Ar as a background impurity (rather than Ne).
DIII-DおよびJETにおける高Z(Ar)を含む逃走電子(RE)プラトーへの大量注入に起因する熱プラズマ部分再結合の実験的傾向は、RE最終損失MHDレベルを増加させるために十分に低い電子密度()を達成する目的で研究されている。DIII-DとJETの両方で、熱電子密度 は熱プラズマが部分的に再結合すると∼100減少し、真空容器平均 密度が範囲 内で最小になることが見いだされた。RE実効抵抗率も部分再結合後に低下し、Ar含有量の排出を示している。部分再結合後の レベルは、RE電流が増加するにつれて増加することが見いだされた。REプラトー中の初期Ar量は、部分再結合に強い影響を与えないことが観察された。5 msのオーダーであるDIII-Dと15 msのJETにおける部分再結合の時間スケールが観察される。これらの基本的な傾向と時間スケールは、1D拡散モデルと一致し、そのモデルを用いてITERおよびSPARCトカマクへの外挿が行われる。このモデルの近似の範囲内で、ITERは、十分な または が注入されれば、REプラトー垂直ドリフト時間スケール(約100 ms)よりも速い時間スケールで、十分に低い 値を達成できると予測される。SPARCでは、RE電流密度が非常に高いため、有意な 再結合の達成は困難であると予測される。ITERとSPARCの両方で、低 を達成することは、NeではなくArを背景不純物として使用する方が容易であると予測される。