This study systematically explores the parameter space of disruption mitigation through shattered pellet injection in ITER with a focus on runaway electron (RE) dynamics, using the disruption modeling tool Dream. The physics fidelity is considerably increased compared to previous studies, by e.g. using realistic magnetic geometry, resistive wall configuration, thermal quench onset criteria, as well as including additional effects, such as ion transport and enhanced RE transport during the thermal quench. The work aims to provide a fairly comprehensive coverage of experimentally feasible scenarios, considering plasmas representative of both non-activated and high-performance DT operation, different thermal quench onset criteria and transport levels, a wide range of hydrogen and neon quantities injected in one or two stages, and pellets with various characteristic shard sizes. Using a staggered injection scheme, with a pure hydrogen injection preceding a mixed hydrogen-neon injection, we find injection parameters leading to acceptable RE currents in all investigated discharges without activated runaway sources. Dividing the injection into two stages is found to significantly enhance the assimilation and minimize RE generation due to the hot-tail mechanism. However, while a staggered injection outperforms a single stage injection also in cases with radioactive RE sources, no cases with acceptable RE currents are found for a DT-plasma with a plasma current.
本研究は、ITERにおける破砕ペレット入射によるディスラプション緩和のパラメータ空間を、逃走電子（RE）ダイナミクスに焦点を当て、ディスラプション解析ツールDreamを用いて体系的に探索するものである。物理的忠実度は、例えば現実的な磁気幾何形状、抵抵抗性壁構成、熱クエンチ開始条件を用いること、さらにはイオン輸送や熱クエンチ中の強化されたRE輸送などの追効果を含めることにより、従来の研究に比べて大幅に向上している。本研究は、非放射化および高性能DT運転の両方を代表するプラズマ、異なる熱クエンチ開始条件と輸送レベル、1段または2段で入射される広範囲の水素およびネオン量、様々な特徴的な破片サイズを有するペレットを考慮し、実験的に実現可能なシナリオをかなり包括的に扱うことを目的としている。純水素入射が混合水素-ネオン入射に先行する時間差入射スキームを用いることにより、放射化された逃走電子源がないすべての調査対象放電において、許容可能なRE電流をもたらす入射パラメータが見いだされた。入射を2段に分割することは、同化を大幅に向上させ、ホットテール機構によるRE生成を最小限に抑えることが分かった。しかしながら、時間差入射は放射性RE源がある場合でも単段入射よりも優れているものの、 のプラズマ電流を持つDTプラズマでは、許容可能なRE電流が得られるケースは見いだされなかった。