A neutral gas and plasma shielding model is presented that describes the interaction of a pellet with the high energy ions and electrons generated during heating or current drive experiments. The main improvements are the self-consistent calculations of the electrostatic sheath at the cloud–plasma interface and of the extra ablation due to the fast tail of the electron and ion distributions, including heating in the volume of the pellet. With regard to the comparison between the code predictions and the experimental results, realistic three-dimensional (space, energy, pitch angle) distributions have been used for both the ions and electrons. For ohmic discharges, the code has been tested on more than 40 well-documented pellets selected in the International Pellet Ablation DataBASE. For additionally heated plasmas (ion cyclotron resonance heating—minority regime—and lower hybrid current drive, 2–4 MW of injected power), Tore Supra data have been used. In these different cases, the calculations are in good agreement with the experimental penetrations and ablation profiles. A parametric study is also presented, which enlightens the control parameter that governs the pellet penetration. In what concerns the capability of pellet injection to fuel reactor grade plasmas, it is shown that no strong extra ablation due to the α-particles is expected.
中性ガスおよびプラズマ遮蔽モデルを提示する。このモデルは、加熱または電流駆動実験中に生成される高エネルギーイオンおよび電子とペレットとの相互作用を記述するものである。主な改良点は、雲-プラズマ界面における静電シースの自己無撞着計算と、電子およびイオンの高速テール成分による追加アブレーション（ペレット体積内での加熱を含む）の考慮である。コード予測と実験結果の比較に関しては、イオンおよび電子の両方について現実的な3次元（空間・エネルギー・ピッチ角）分布を用いた。オーミック放電については、国際ペレットアブレーションデータベースから選定した40以上の十分に文書化されたペレットに対してコードの検証を行った。追加加熱プラズマ（イオンサイクロトロン共鳴加熱—少数種加熱—および低域混成波電流駆動、投入電力2〜4 MW）については、Tore Supraのデータを用いた。これらの異なるケースにおいて、計算結果は実験による浸透深さおよびアブレーション分布と良好な一致を示した。また、ペレットの浸透深さを支配する制御パラメータを明らかにするパラメトリック研究も提示する。炉心プラズマへのペレット入射の能力に関しては、α粒子による顕著な追加アブレーションは生じないことが示された。