A new model for calculating the ablation rate of a solid pellet injected into a neutral-beam-heated toroidal plasma is discussed. It is an extension of the neutral cloud shielding model introduced by Parks and Turnbull. Fluid equations describing a transonic stationary flow of neutral particles ablated from the pellet surface in the presence of both electron heat flux and of flux due to fast ions are derived and solved as an eigenvalue problem. – The effect of fast ions on the ablation rate is significant in low electron temperature and low density plasmas such as edge plasmas when the fast ion density is rather high. When the ablation due to fast ions is dominant and electron heat flux is negligible, the ablation rate is given by a scaling relation similar to that obtained in the case of electron heat flux only. – An example of an ablation rate profile is shown for a PDX tokamak-like plasma in a self-limiting approximation for electron temperature and density. The results are compared to those of the Milora model which includes fast ions.
中性ビーム加熱トーラスプラズマへ入射される固体ペレットのアブレーション率を計算するための新しいモデルについて論じる。これは、ParksとTurnbullによって導入された中性雲遮蔽モデルの拡張である。電子熱流束と高速イオンによる熱流束の両方が存在する場合の、ペレット表面からアブレーションされる中性粒子の定常流を記述する流体方程式を導出し、固有値問題として解く。高速イオンがアブレーション率に及ぼす影響は、電子温度と密度が低い周辺プラズマにおいて、高速イオン密度がかなり高い場合に顕著となる。高速イオンによるアブレーションが支配的で電子熱流束が無視できる場合、アブレーション率は電子熱流束のみの場合に得られるものと類似のスケーリング則で与えられる。PDXトカマクプラズマにおけるアブレーション率プロファイルの例を示し、電子温度と密度に対する自己無撞着な近似を用いる。その結果を、高速イオンを含むMiloraモデルの結果と比較する。