Disruption mitigation technology remains the key factor for ensuring safe and reliable operation in future large tokamaks including ITER. A novel approach analyzed in this paper aims at mitigating the runaway avalanche (RA) development by reducing the population of runaway seeds using the tungsten projectile injection into the ITER plasma just after the thermal quench. As opposed to the scenario currently discussed by the ITER team, the approach does not involve injecting a large mass of deuterium into the tokamak vacuum vessel for collisional suppression of the RA current generated. This should significantly reduce the operational problems of the ITER technological systems dealing with fueling and pumping, isotope separation, plasma heating, etc. Collecting seeds and runaways by the projectile injected might reduce the avalanche current in ITER below the level of 1 MA and its magnetic energy by more than two orders of magnitude. A tungsten rod being 8 mm inside of the square section and 80 mm in length that crosses the plasma volume with the velocity of 0.8 km s−1 radially or tangentially seems appropriate for ITER disruption conditions. Simulations of the projectile interaction with the ITER post TQ plasma revealed that its surface temperature remains below the tungsten melting point. It is also found that a railgun using the toroidal magnetic field of the tokamak is the optimal way to accelerate such a projectile.
ディスラプション緩和技術は、将来の大型トカマク装置（ITERを含む）の安全かつ信頼性の高い運転を確保するための重要な要素であり続けています。本論文で分析された新しいアプローチは、熱クエンチ直後にITERプラズマへタングステン弾体を注入することにより、ランダウェイ種の集団を低減させ、ランダウェイ・アバランシェ（RA）の発生を緩和することを目的としています。現在ITERチームが検討しているシナリオとは異なり、このアプローチは、大質量の重水素をトカマク真空容器内に注入して、発生したRA電流を衝突緩和する方式を採用していません。これにより、燃料供給と排気、同位体分離、プラズマ加熱などに関わるITERの技術システムにおける運転上の問題を大幅に軽減できるはずです。弾体によって捕集された種とランダウェイは、ITERにおけるアバランシェ電流を1 MA未満に抑え、その磁気エネルギーを2桁以上低減する可能性があります。断面が8 mm角で長さ80 mmのタングステン棒が、径方向または接線方向に0.8 km s⁻¹の速度でプラズマ体積を横切ることは、ITERのディスラプション条件に適していると思われます。ITERの熱クエンチ後プラズマに対する弾体相互作用のシミュレーションにより、その表面温度がタングステンの融点を下回ることが明らかになりました。また、トカマクのトロイダル磁場を利用したレールガンが、このような弾体を加速する最適な方法であることも見出されました。