In order to prepare the operation of ITER, it is important to estimate the amplitude of the runaway electron (RE) current that could appear following disruptions at large plasma currents. Theoretically, the avalanche gain of RE population on a toroidal flux surface (TFS) is an exponential function of the change in the poloidal magnetic flux Δψ on that TFS. However, once a TFS is open, REs on it escape rapidly and can no longer proliferate. It is expected that the vertical motion of the plasma during a disruption could lead to the opening of TFSs as the plasma cross-section is pushed into the wall. The influence of this vertical motion on the RE avalanche gain was rarely considered in previous studies. This study investigates the RE generation in ITER major disruptions and hot vertical displacement events mitigated by the injection of neon and hydrogen, using an axisymmetric 2D model on the JOREK code. Compared to those with a stationary plasma, our simulations show a smaller Δψ on a given TFS by the time it becomes open as a result of the vertical motion. The maximum potential avalanche gain is thus reduced from without considering the vertical motion to , depending on the plasma dynamics during the disruption. In addition, the RE current produced by a typical nuclear seed (∼ 10 mA) at ITER is investigated.
ITERの運転を準備するためには、大きなプラズマ電流でのディスラプション後に発生し得るランダウェイ電子(RE)電流の振幅を推定することが重要である。理論的には、トロイダル磁束面(TFS)上のRE集団のアバランシェ利得は、そのTFS上のポロイダル磁束の変化Δψの指数関数である。しかしながら、TFSが一旦開放されると、その上のREは急速に逃げ出し、もはや増殖することができない。ディスラプション中のプラズマの鉛直運動は、プラズマ断面が壁に押し込まれるにつれてTFSの開放につながる可能性があると予想される。この鉛直運動がREアバランシェ利得に及ぼす影響は、これまでの研究ではほとんど考慮されていなかった。本研究では、JOREKコード上の軸対称2次元モデルを用いて、ネオンと水素の注入によって緩和されたITERのメジャーディスラプションおよびホット垂直変位事象におけるRE生成を調査する。静止プラズマの場合と比較して、我々のシミュレーションは、鉛直運動の結果として所与のTFSが開放されるまでに、そのTFS上のΔψがより小さくなることを示している。したがって、最大の潜在的アバランシェ利得は、ディスラプション中のプラズマ力学に応じて、鉛直運動を考慮しない場合の から へと減少する。さらに、ITERにおける典型的な核シード(∼ 10 mA)によって生成されるRE電流が調査される。