High-pressure noble gas jet injection is a mitigation technique which potentially satisfies the requirements of fast response time and reliability, without degrading subsequent discharges. Previously reported gas jet experiments on DIII-D showed good success at reducing deleterious disruption effects. In this paper, results of recent gas jet disruption mitigation experiments on Alcator C-Mod and DIII-D are reported. Jointly, these experiments have greatly improved the understanding of gas jet dynamics and the processes involved in mitigating disruption effects. In both machines, the sequence of events following gas injection is observed to be quite similar: the jet neutrals stop near the plasma edge, the edge temperature collapses and large MHD modes are quickly destabilized, mixing the hot plasma core with the edge impurity ions and radiating away the plasma thermal energy. High radiated power fractions are achieved, thus reducing the conducted heat loads to the chamber walls and divertor. A significant (2 × or more) reduction in halo current is also observed. Runaway electron generation is small or absent. These similar results in two quite different tokamaks are encouraging for the applicability of this disruption mitigation technique to ITER.
高圧ガスジェット注入は、高速応答性と信頼性の要件を満たす可能性があり、その後の放電を劣化させることなく緩和を実現する手法である。これまでに報告されたDIII-Dでのガスジェット実験では、破壊による悪影響を低減する上で良好な結果が示された。本論文では、Alcator C-ModおよびDIII-Dで実施された最近のガスジェット破壊緩和実験の結果を報告する。これらの実験を併せることで、ガスジェットのダイナミクスと破壊緩和に関わるプロセスの理解が大幅に向上した。両装置において、ガスジェット注入後の一連の事象は極めて類似していることが観測された。すなわち、ジェット中性粒子はプラズマ端部付近で停止し、端部温度が低下して、大規模MHDモードが急速に不安定化し、高温のプラズマコアと端部の不純物イオンが混合されて、プラズマの熱エネルギーが放射により散逸する。高い放射パワー割合が達成され、これによりチャンバー壁およびダイバータへの伝導熱負荷が低減される。また、ハロー電流の有意な低減（2倍以上）も観測された。逃走電子の生成は小さいか、あるいは皆無である。これらの類似した結果が、特性の異なる2つのトカマク装置で得られたことは、本破壊緩和手法のITERへの適用可能性を示す上で有望である。