Shattered pellet injection (SPI) as primary mitigation method for major disruptions in ITER has a large parameter space available for optimization including the total amount of injected material, the size of the individual pellet fragments, the material composition, and the timing of multiple injections. This flexibility needs to be exploited to simultaneously minimize thermal heat loads, electromagnetic vessel forces, and formation of relativistic electrons and their impacts on plasma facing components. In this article, we apply 3D non-linear magnetohydrodynamic modeling to SPI experiments in the ASDEX Upgrade tokamak, going beyond our previous work (Tang et al 2025 Nucl. Fusion65 116003) by resolving some discrepancies between simulations and experiment and carrying out direct qualitative and quantitative comparisons to experimental measurements. The key element that enables the transition is the incorporation of the parallel heat-flux limit, which is done here in a simplified form. The work increases the confidence of reproducing key processes of disruption mitigation in direct 3D non-linear simulations in view of future predictive studies for ITER.
核融合炉ITERにおける主要なディスラプションの主要な緩和手法としての破砕ペレット注入（SPI）は、注入材料の総量、個々のペレット破片のサイズ、材料組成、および複数回の注入のタイミングを含む、最適化に利用可能な大きなパラメータ空間を有する。この柔軟性は、熱負荷、電磁気的な容器力、および相対論的電子の形成とそれらがプラズマ対向機器に及ぼす影響を同時に最小化するために活用される必要がある。本論文では、ASDEX UpgradeトカマクにおけるSPI実験に3次元非線形磁気流体力学モデリングを適用し、シミュレーションと実験の間のいくつかの不一致を解決し、実験測定値との直接的な定性的および定量的比較を実施することにより、我々の以前の研究（Tang et al 2025 Nucl. Fusion 65 116003）を超えるものである。この移行を可能にする重要な要素は、平行熱流束制限の組み込みであり、これはここでは簡略化された形式で行われている。本研究は、将来のITER向け予測研究を見据え、直接的な3次元非線形シミュレーションにおけるディスラプション緩和の主要プロセスの再現に対する信頼性を高めるものである。