Recent studies suggest significant time delay between the Shattered Pellet Injection (SPI) fragment arrival and the temperature radiative collapse could exist in ITER, depending on the impurity assimilation and the plasma thermal reservoir. Hence in some cases the fragments could reach the core even before the edge radiative collapse occurs and triggers strong stochastic transport. This could be beneficial for heat load mitigation and hot-tail runaway electron suppression. To investigate the expected assimilation and radiation, thus the magneto-hydrodynamic (MHD) response after SPIs in 3D, we carry out simulations of collisional–radiative impurity mixed SPIs into ITER L-mode equilibrium. Localized cooling around the fragments is found to cause current perturbations which destabilize MHD modes. Meanwhile, slower injections are found to result in stronger and more complete radiative collapse, thus stronger MHD amplitude. Due to the q = 1 surface enclosing a significant volume, the resistive kink mode is shown to couple with outer modes to bring global stochasticity and convective core density mixing, although a transport barrier outside of the q = 1 surface prevents immediate temperature relaxation over the whole plasma. The impact of various physical assumptions and numerical treatments, such as the use of the flux-averaged ambient plasma parameters for ablation calculation, the exclusion of the magnetic constraining effect in ablation, the localization of the density source and the use of constant parallel thermal conduction instead of the Braginskii one and different injection velocities are also investigated. In general, stronger and more localized ablation results in stronger radiation, faster radiative collapse and a more violent MHD response, while the assimilation changes little due to a self-regulation effect.
最近の研究は、破砕ペレット注入（SPI）フラグメントの到着と温度の放射崩壊との間に、不純物同化とプラズマ熱リザーバーに依存して、ITERにおいて有意な時間遅延が存在し得ることを示唆している。したがって、場合によってはフラグメントは端部の放射崩壊が発生する前にコアに到達し、強いストカスティック輸送を引き起こす可能性がある。これは熱負荷緩和とホットテール・ランアウェイ電子抑制に有益であり得る。予想される同化と放射、したがって3次元でのSPI後の磁気流体力学（MHD）応答を調査するために、我々はITERのLモード平衡への衝突・放射不純物混合SPIのシミュレーションを実行する。フラグメント周辺の局所的冷却が電流摂動を引き起こし、MHDモードを不安定化することが見出された。一方、より遅い注入は、より強く完全な放射崩壊をもたらし、したがってより強いMHD振幅をもたらすことが見出された。q = 1表面が有意な体積を囲むため、抵抗性キンクモードは外部モードと結合して、全体にわたるストカスティック性と対流的コア密度混合をもたらすことが示されるが、q = 1表面の外側の輸送障壁は、プラズマ全体にわたる即時の温度緩和を妨げる。アブレーション計算のためのフラックス平均化された周辺プラズマパラメータの使用、アブレーションにおける磁気拘束効果の除外、密度源の局在化、Braginskiiのものの代わりに一定の平行熱伝導率を使用すること、および異なる注入速度など、様々な物理的仮定と数値的処理の影響も調査される。一般に、より強くより局在化したアブレーションは、より強い放射、より速い放射崩壊、より激しいMHD応答をもたらすが、同化は自己調整効果によりほとんど変化しない。