This paper summarizes the results of recent dedicated experiments on disruption control and runaway mitigation carried out in ADITYA, which are of the utmost importance for the successful operation of large size tokamaks, such as ITER. It is quite a well-known fact that disruptions in tokamaks must be avoided. Disruptions, induced by hydrogen gas puffing, are successfully avoided by two innovative techniques in ADITYA using a bias electrode placed inside the last closed flux surface and applying an ion cyclotron resonance pulse with a power of ∼50 to 70 kW. These experiments led to better understanding of the disruption avoidance mechanisms and also can be thought of as one of the options for disruption avoidance in ITER. In both cases, the physical mechanism seems to be the control of magnetohydrodynamic modes due to increased poloidal rotation of edge plasma generated by induced radial electric fields. Real time avoidance of disruption with identifying proper precursors in both the mechanisms is successfully attempted. Further, analysing thoroughly the huge database of different types of spontaneous and deliberately-triggered disruptions from ADITYA, a significant contribution has been made to the international disruption database (ITPA). Furthermore, the mitigation of the runaway electron generated mainly during disruptions remains a challenging topic in present tokamak research as these high-energy electrons can cause severe damage to in-vessel components and the vacuum vessel. A simple technique has been implemented in ADITYA to mitigate the runaway electrons before they can gain high energies using a localized vertical magnetic field perturbation applied at one toroidal location to extract runaway electrons.
本論文は、ADITYAにおいて実施された、ディスラプション制御およびランダウェイ電子緩和に関する最近の専用実験の結果を要約したものであり、これらの結果はITERのような大型トカマクの成功裡の運転にとって極めて重要である。トカマクにおけるディスラプションは回避されなければならないことは周知の事実である。水素ガスパフによって誘発されるディスラプションは、ADITYAにおいて、最後の閉磁気面の内側に配置されたバイアス電極を用いる方法と、約50〜70 kWの電力のイオンサイクロトロン共鳴パルスを印加する方法という2つの革新的な手法によって首尾よく回避された。これらの実験は、ディスラプション回避機構のより良い理解につながり、またITERにおけるディスラプション回避の選択肢の1つと考えることができる。どちらの場合も、物理的機構は、誘起された径方向電場によって生成された周辺プラズマのポロイダル回転の増加による、磁気流体力学モードの制御であると思われる。両方の機構において、適切な前駆現象を同定することによるディスラプションのリアルタイム回避が首尾よく試みられた。さらに、ADITYAからの様々な種類の自発的および人為的に誘発されたディスラプションの膨大なデータベースを徹底的に解析することにより、国際ディスラプションデータベース(ITPA)への重要な貢献がなされた。さらに、主にディスラプション中に生成されるランダウェイ電子の緩和は、これらの高エネルギー電子が容器内コンポーネントおよび真空容器に深刻な損傷を引き起こす可能性があるため、現在のトカマク研究における困難な課題のままである。ADITYAでは、高エネルギーを得る前にランダウェイ電子を緩和するための簡単な手法が実装されており、1つのトロイダル位置に印加される局所的な垂直磁場摂動を用いてランダウェイ電子を引き出している。