Relativistic runaway electrons are a major concern in tokamaks. Although significant theoretical development had been undertaken in recent decades, we still lack a self-consistent simulator that could simultaneously capture all aspects of this phenomenon. The European framework for Integrated Modelling (EU-IM) facilitates the integration of different plasma simulation tools by providing a standard data structure for communication that enables relatively easy integration of different physics codes. A three-level modelling approach was adopted for runaway electron simulations within the EU-IM. Recently, a number of runaway electron modelling modules have been integrated into this framework. The first level of modelling (Runaway Indicator) is limited to the indication if runaway electron generation is possible or likely. The second level (Runaway Fluid) adopts an approach similar to e.g. the GO code, using analytical formulas to estimate changes in the runaway electron current density. The third level is based on the solution of the electron kinetics. One such code is LUKE that can handle the toroidicity-induced effects by solving the bounce-averaged Fokker–Planck equation. Another approach is used in NORSE, which features a fully nonlinear collision operator that makes it capable of simulating major changes in the electron distribution, for example slide-away. Both codes handle the effect of radiation on the runaway distribution. These runaway-electron modelling codes are in different stages of integration into the EU-IM infrastructure, and into the European Transport Simulator (ETS), which is a fully capable modular 1.5D core transport simulator. The ETS with Runaway Fluid was benchmarked to the GO code implementing similar physics. Coherent integration of kinetic solvers requires more effort on the coupling, especially regarding the definition of the boundary between runaway and thermal populations, and on consistent calculation of resistivity. Some of these issues are discussed.
相対論的 runaway 電子はトカマクにおける主要な懸念事項である。ここ数十年で重要な理論的発展がなされてきたが、この現象のすべての側面を同時に捉えることができる自己無撞着なシミュレータは依然として不足している。統合モデリングのための欧州フレームワーク (EU-IM) は、通信のための標準データ構造を提供することにより、異なるプラズマシミュレーションツールの統合を容易にし、それによって異なる物理コードの比較的容易な統合を可能にする。EU-IM 内の runaway 電子シミュレーションには、3 レベルのモデリングアプローチが採用された。最近、多数の runaway 電子モデリングモジュールがこのフレームワークに統合されている。最初のレベルのモデリング (Runaway Indicator) は、runaway 電子生成が可能か、または起こり得るかの指標に限定される。2 番目のレベル (Runaway Fluid) は、例えば GO コードと同様のアプローチを採用し、解析式を用いて runaway 電子電流密度の変化を推定する。3 番目のレベルは、電子運動論の解に基づく。そのようなコードの 1 つが LUKE であり、バウンス平均化されたフォッカー–プランク方程式を解くことによってトロイダル性に起因する効果を扱うことができる。別のアプローチが NORSE で用いられており、完全非線形衝突演算子を特徴とし、それにより例えばスライドアウェイのような電子分布の大きな変化をシミュレートすることができる。両方のコードは、runaway 分布に対する放射の影響を扱う。これらの runaway 電子モデリングコードは、EU-IM インフラストラクチャへの統合と、完全な機能を備えたモジュール式 1.5D コア輸送シミュレータである欧州輸送シミュレータ (ETS) への統合のさまざまな段階にある。Runaway Fluid を備えた ETS は、同様の物理を実装する GO コードに対してベンチマークされた。運動論的ソルバーの一貫した統合には、結合に関してさらなる努力が必要であり、特に runaway 集団と熱集団の間の境界の定義、および抵抗率の一貫した計算に関して必要である。これらの問題のいくつかについて議論する。