The disruption and runaway electron analysis model code was extended to include tungsten impurities in disruption simulations with the aim of studying the runaway electron (RE) generation. This study investigates RE current sensitivity on the following plasma parameters and modelling choices: tungsten concentration, magnetic perturbation strength, electron modelling, thermal quench time and tokamak geometry—ITER-like or ASDEX-like. Our investigation shows that a tungsten concentration below 10−3 does not cause significant RE generation on its own. However, at higher concentrations it is possible to reach a very high RE current. Out of the two tested models of electrons in plasma: fluid and isotropic (kinetic), results from the fluid model are more conservative, which is useful when it comes to safety analysis. However, these results are overly pessimistic when compared to the isotropic model, which is based on a more reliable approach. Our results also show that the hot-tail RE generation mechanism is dominant as a primary source of RE in tungsten induced disruptions, usually providing orders of magnitude higher RE seed than Dreicer generation. We discuss best practices for simulations with tungsten-rich plasma, present the dependence of the safety limits on modelling choices and highlight the biggest shortcoming of the current simulation techniques. The obtained results pave the way for a wider analysis of tungsten impact on the disruption dynamics, including the mitigation techniques for ITER in the case of strong contamination of the plasma with tungsten.
ディスラプションおよび逃走電子解析モデルコードは、逃走電子（RE）生成を研究する目的で、ディスラプションシミュレーションにタングステン不純物を含むように拡張された。本研究は、以下のプラズマパラメータおよびモデリング選択に対するRE電流感度を調査するものである：タングステン濃度、磁場摂動強度、電子モデリング、熱クエンチ時間、およびトカマク形状（ITER類似またはASDEX類似）。我々の調査は、10−3未満のタングステン濃度はそれ自体では有意なRE生成を引き起こさないことを示している。しかし、より高い濃度では、非常に高いRE電流に達することが可能である。プラズマ中の電子の2つの試験されたモデル、すなわち流体モデルと等方性（運動論的）モデルのうち、流体モデルによる結果はより保守的であり、これは安全性解析に関して有用である。しかしながら、これらの結果は、より信頼性の高いアプローチに基づく等方性モデルと比較すると過度に悲観的である。我々の結果はまた、タングステン誘起ディスラプションにおけるREの主要な発生源として、ホットテールRE生成機構が支配的であり、通常、Dreicer生成よりも数桁高いREシードを提供することを示している。我々は、タングステンリッチプラズマを用いたシミュレーションのベストプラクティスについて議論し、安全限界のモデリング選択への依存性を示し、現在のシミュレーション手法の最大の欠点を強調する。得られた結果は、プラズマのタングステンによる強い汚染の場合におけるITERの緩和技術を含む、ディスラプション力学へのタングステンの影響のより広範な解析への道を開くものである。