Recent JET (ITER-Like Wall) experiments have shown that the fueling gas puffed from different locations of the vessel can result in different scrape-off layer (SOL) density profiles and therefore different radio frequency (RF) coupling. To reproduce the experimental observations, to understand the associated physics and to optimize the gas puff methods, we have carried out three-dimensional (3D) simulations with the EMC3-EIRENE code in JET-ILW including a realistic description of the vessel geometry and the gas injection modules (GIMs) configuration. Various gas puffing methods have been investigated, in which the location of gas fueling is the only variable parameter. The simulation results are in quantitative agreement with the experimental measurements. They confirm that compared to divertor gas fueling, mid-plane gas puffing increases the SOL density most significantly but locally, while top gas puffing increases it uniformly in toroidal direction but to a lower degree. Moreover, the present analysis corroborates the experimental findings that combined gas puff scenarios—based on distributed main chamber gas puffing—can be effective in increasing the RF coupling for multiple antennas simultaneously. The results indicate that the spreading of the gas, the local ionization and the transport of the ionized gas along the magnetic field lines connecting the local gas cloud in front of the GIMs to the antennas are responsible for the enhanced SOL density and thus the larger RF coupling.
最近のJET（ITER-Like Wall）実験は、容器の異なる場所から噴出された燃料ガスが、異なるスクレイプオフ層（SOL）密度分布、したがって異なる高周波（RF）結合をもたらす可能性があることを示した。実験観測を再現し、関連する物理を理解し、ガス噴出方法を最適化するために、我々は、容器形状とガス注入モジュール（GIMs）構成の現実的な記述を含むJET-ILWにおいて、EMC3-EIRENEコードを用いた三次元（3D）シミュレーションを実施した。様々なガス噴出方法が調査されており、そこではガス燃料供給の位置が唯一の可変パラメータである。シミュレーション結果は実験測定と定量的に一致している。それらは、ダイバータガス燃料供給と比較して、ミッドプレーンガス噴出はSOL密度を最も顕著に、しかし局所的に増加させる一方、トップガス噴出はトロイダル方向に均一に、しかしより低い程度で増加させることを確認している。さらに、本解析は、分散型主室ガス噴出に基づく複合ガス噴出シナリオが、複数のアンテナに対して同時にRF結合を増加させるのに有効であり得るという実験的知見を裏付けている。結果は、ガスの広がり、局所的な電離、およびGIMsの前方の局所ガスクラウドをアンテナに接続する磁力線に沿った電離ガスの輸送が、SOL密度の増強、ひいてはより大きなRF結合の原因であることを示している。