The high fraction of runaway current conversion following disruptions has an important effect on the first wall for next-generation tokamaks. Because of the potentially severe consequences of a large full current runaway beam on the first wall in an unmitigated disruption, runaway suppression is given a high priority. The behavior of runaway currents both in spontaneous disruptions and in D2 massive gas injection (MGI) shutdown experiments is investigated in the KSTAR tokamak. The experiments in KSTAR show that the toroidal magnetic field threshold, BT >2 T, for runaway generation is not absolute. A high fraction of runaway current conversion following spontaneous disruptions is observed at a much lower toroidal magnetic field of BT = 1.3 T. A dedicated fast valve for high-pressure gas injection with 39.7 bar is developed for the study of disruptions. A study of runaway current parameters shows that the conversion efficiency of pre-disruptive plasma currents into runaway current can reach over 80% both in spontaneous disruptions and in D2 MGI shutdown experiments in KSTAR.
高逃走電流変換率は、次世代トカマクにおける第一壁に重要な影響を及ぼす。未緩和ディスラプションにおいて大規模な全電流逃走ビームが第一壁に及ぼす潜在的に深刻な影響のため、逃走電流の抑制は優先度の高い課題とされている。KSTARトカマクでは、自然ディスラプションとD2大量ガス入射(MGI)によるシャットダウン実験の両方において、逃走電流の挙動が調査されている。KSTARでの実験結果は、逃走電流発生のトロイダル磁場閾値が2 T超であるという従来の見解が絶対的ではないことを示している。実際、1.3 Tという大幅に低いトロイダル磁場においても、自然ディスラプション後に高い逃走電流変換率が観測されている。高圧ガス入射用に設計された専用の高速バルブ(39.7 bar)を用いてディスラプション研究が実施されている。逃走電流パラメータの解析により、KSTARにおける自然ディスラプションとD2 MGIシャットダウン実験の両方で、プラズマ電流から逃走電流への変換効率が80%を超え得ることが実証されている。