Impurities (H2, D2, He, Ne or Ar) injected into steady (non-disrupting) discharges with massive gas injection (MGI) are shown to mix into the plasma core dominantly via magnetohydrodynamic activity during the plasma thermal quench (TQ). Mixing efficiencies of injected impurities into the plasma core are measured to be of order 0.05–0.4. 0D modelling of the experiments is found to reproduce observed TQ and current quench durations reasonably well (typically within ±25% or so), although shutdown onset times are underestimated (by around 2×). Preliminary 0D modelling of ITER based on DIII-D mixing efficiencies suggests that MGI will work well in ITER with regard to disruption heat load and vessel force mitigation, but may not collisionally suppress runaway electrons.
定常(非破壊的)放電中に大量ガス注入(MGI)によって注入された不純物(H2、D2、He、Ne、またはAr)は、プラズマ熱クエンチ(TQ)中に磁気流体力学的活動を介してプラズマコアへと支配的に混合することが示されている。注入された不純物のプラズマコアへの混合効率は、0.05〜0.4のオーダーで測定されている。実験の0次元モデリングは、観測されたTQおよび電流クエンチの持続時間を合理的に再現することが見出された(典型的には±25%以内)が、シャットダウン開始時間は過小評価されている(約2倍)。DIII-Dの混合効率に基づくITERの予備的0次元モデリングは、MGIがディスラプション熱負荷および容器力の観点からITERにおいて有効に機能することを示唆しているが、ランダウン電子を衝突的に抑制できない可能性がある。