Tokamak discharges are sometimes terminated by disruptions that may cause large mechanical and thermal loads on the vessel. To mitigate disruption-induced problems it has been proposed that 'killer' pellets could be injected into the plasma in order to safely terminate the discharge. Killer pellets enhance radiative energy loss and thereby lead to rapid cooling and shutdown of the discharge. But pellets may also cause runaway electron generation, as has been observed in experiments in several tokamaks. In this work, runaway dynamics in connection with deuterium or carbon pellet-induced fast plasma shutdown is considered. A pellet code, which calculates the material deposition and initial cooling caused by the pellet is coupled to a runaway code, which determines the subsequent temperature evolution and runaway generation. In this way, a tool has been created to test the suitability of different pellet injection scenarios for disruption mitigation. If runaway generation is avoided, the resulting current quench times are too long to safely avoid large forces on the vessel due to halo currents.
トカマク放電は、容器に大きな機械的および熱的負荷を引き起こす可能性のあるディスラプションによって終了することがあります。このようなディスラプションに起因する問題を軽減するために、「キラー」ペレットをプラズマに注入して放電を安全に終了させることが提案されています。キラーペレットは放射損失を増強し、それによってプラズマの急速な冷却とシャットダウンをもたらします。しかし、ペレットは複数のトカマクにおける実験で観測されているように、ランダウン電子の生成を引き起こす可能性もあります。本研究では、重水素または炭素ペレット誘起による急速プラズマシャットダウンに関連するランダウン動力学を考察します。ペレットによる材料堆積と初期冷却を計算するペレットコードを、その後の温度発展とランダウン生成を決定するランダウンコードに結合します。このようにして、異なるペレット注入シナリオのディスラプション緩和への適合性を試験するツールが作成されました。ランダウン生成が回避された場合、結果として生じる電流クエンチ時間は、ハロー電流による大きな容器への力を安全に回避するには長すぎます。