A new three-dimensional electromagnetic modeling tool (ThinCurr) has been developed using the existing PSI-Tet finite-element code in support of conducting structure design work for both the SPARC and DIII-D tokamaks. Within this framework a 3D conducting structure model was created for both the SPARC and DIII-D tokamaks in the thin-wall limit. This model includes accurate details of the vacuum vessel and other conducting structural elements with realistic material resistivities. This model was leveraged to support the design of a passive runaway electron mitigation coil (REMC), studying the effect of various design parameters, including coil resistivity, current quench duration, and plasma vertical position, on the effectiveness of the coil. The REMC is a non-axisymmetric coil designed to passively drive large non-axisymmetric fields during the plasma disruption thereby destroying flux surfaces and deconfining RE seed populations. These studies indicate that current designs should apply substantial 3D fields at the plasma surface during future plasma current disruptions as well as highlight the importance of having the REMC conductors away from the machine midplane in order to ensure they are robust to off-normal disruption scenarios.
ThinCurrと呼ばれる新しい三次元電磁場モデリングツールが、SPARCとDIII-Dトカマクの両方の導電構造設計作業を支援するため、既存のPSI-Tet有限要素コードを用いて開発された。この枠組みの中で、SPARCおよびDIII-Dトカマクの両方について、薄壁極限における三次元導電構造モデルが作成された。このモデルには、真空容器および他の導電性構造要素の正確な詳細と、現実的な材料抵抗率が含まれる。このモデルは、受動的逃走電子緩和コイル（REMC）の設計を支援するために活用され、コイル抵抗率、電流クエンチ時間、プラズマ垂直位置などのさまざまな設計パラメータがコイルの有効性に及ぼす影響を研究した。REMCは非軸対称コイルであり、プラズマディスラプション中に大きな非軸対称磁場を受動的に駆動し、それによって磁気面を破壊してRE種粒子集団の閉じ込めを失わせるように設計されている。これらの研究は、現在の設計が将来のプラズマ電流ディスラプション中にプラズマ表面に大きな三次元磁場を加えるべきであることを示すとともに、通常外れのディスラプションシナリオに対して頑健であることを保証するために、REMC導体を装置の赤道面から離して配することの重要姓を強調している。