The recent installation of a full metal, ITER-like, first wall provided the opportunity to study the impact of the plasma-facing materials on plasma initiation or breakdown. This study for the first time presents a full experimental characterisation of tokamak breakdown at JET, using all discharges since 2008, covering both operations with a main chamber carbon and a beryllium ITER-like main chamber wall. It was found that the avalanche phase was unaffected by the change in wall material. However, changes in out-gassing by the wall and lower carbon levels resulted in better controlled density and significantly lower radiation during the burn-through phase with the ITER-like wall. Breakdown failures, that usually developed with a carbon wall during the burn-through phase (especially after disruptions) were absent with the ITER-like wall. These observations match with the results obtained from a new model of plasma burn-through that includes plasma–surface interactions (Kim et al 2012 Nucl. Fusion52 103016). This shows that chemical sputtering of carbon is the determining factor for the impurity content, and hence also radiation, during the burn-through phase for operations with a carbon wall. As seen experimentally, with a beryllium main wall, the plasma surface effects predicted by the model do not raise the radiation levels much above those expected for pure deuterium plasmas. With the ITER-like wall, operation with higher pre-fill pressures, and thus higher breakdown densities, was possible, which helped maintaining the density after breakdown.
最近の完全金属製ITER類似第一壁の設置により、プラズマ対向材料がプラズマ開始またはブレークダウンに与える影響を研究する機会が得られた。本研究は、2008年以降の全放電を用いて、主室炭素壁とベリリウム製ITER類似主室壁の両方の運転を対象とし、JETにおけるトカマク・ブレークダウンの初めての完全な実験的特徴付けを示すものである。アバランシェ相は壁材料の変更による影響を受けないことが判明した。しかしながら、壁からの放出ガスの変化と炭素レベルの低下により、ITER類似壁を用いたバーンスルー相において、密度のより良好な制御と大幅に低い放射がもたらされた。炭素壁を用いた場合にバーンスルー相（特にディスラプション後）で通常発生したブレークダウン失敗は、ITER類似壁では見られなかった。これらの観察結果は、プラズマ–表面相互作用を含む新しいプラズマ・バーンスルーモデル（Kim et al 2012 Nucl. Fusion52 103016）から得られた結果と一致する。これは、炭素壁を用いた運転におけるバーンスルー相の不純物含有量、ひいては放射を決定する要因が炭素の化学スパッタリングであることを示している。実験的に見られたように、ベリリウム主壁では、モデルによって予測されるプラズマ表面効果は、純重水素プラズマに期待されるレベルをそれほど上回る放射レベルを引き起こさない。ITER類似壁では、より高い予充填圧力、したがってより高いブレークダウン密度での運転が可能であり、これがブレークダウン後の密度維持に役立った。