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Physics of runaway electrons with shattered pellet injection at JET

C Reux, C Paz-Soldan, N Eidietis, M Lehnen, P Aleynikov, S Silburn, V Bandaru, O Ficker, M Hoelzl, E M Hollmann2022年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Runaway electrons (REs) created during tokamak disruptions pose a threat to the reliable operation of future larger machines. Experiments using shattered pellet injection (SPI) have been carried out at the JET tokamak to investigate ways to prevent their generation or suppress them if avoidance is not sufficient. Avoidance is possible if the SPI contains a sufficiently low fraction of high-Z material, or if it is fired early in advance of a disruption prone to runaway generation. These results are consistent with previous similar findings obtained with Massive Gas Injection. Suppression of an already accelerated beam is not efficient using High-Z material, but deuterium leads to harmless terminations without heat loads. This effect is due to the combination of a large magnetohydrodynamic instability scattering REs on a large area and the absence of runaway regeneration during the subsequent current collapse thanks to the flushing of high-Z impurities from the runaway companion plasma. This effect also works in situations where the runaway beam moves upwards and undergoes scraping-off on the wall.

日本語訳

トカマク擾乱中に生成される逃走電子(RE)は、将来の大型装置の信頼性ある運転に対する脅威となる。JETトカマクでは、破砕ペレット入射(SPI)を用いた実験が、逃走電子の発生を防止する方法、または防止が不十分な場合にその抑制する方法を調査するために実施された。防止は、SPIに含まれる高Z材料の割合が十分に低い場合、または逃走電子発生の恐れのある擾乱の前に早期にSPIを入射した場合に可能である。これらの結果は、 Massive Gas Injectionを用いて得られた以前の同様の知見と一致する。すでに加速された逃走電子の抑制は、高Z材料を用いた場合には効率的ではないが、重水素を用いた場合には、熱負荷を伴わない無害な終息につながる。この効果は、大規模な磁気流体力学的不安定性によって逃走電子が広い面積に散乱されることと、その後の電流崩壊中に、逃走電子を伴うプラズマから高Z不純物が流出することによって逃走電子の再生成が起こらないことの組み合わせによるものである。この効果は、逃走電子ビームが上方に移動し、壁にスクレイプオフされる状況でも機能する。

装置

jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETRunaway electronPellet injectionShattered pellet injection
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