Runaway electrons represent a serious problem for the reliable operation of the future experimental tokamak ITER. Due to the multiplication factor of exp(50) in the avalanche even a few seed runaway electrons will result in a beam of high energetic electrons that is able to damage the machine. Thus suppression of runaway electrons is a task of great importance, for which we present here a systematic study of runaway electrons following massive gas injection in TEXTOR.Argon injection can cause the generation of runaways carrying up to 30% of the initial plasma current, while disruptions triggered by injection of helium or of mixtures of argon (5%, 10%, 20%) with deuterium are runaway free. Disruptions caused by argon injection finally become runaway free for very large numbers of injected atoms.The appearance/absence of runaway electrons is related to the fraction of atoms delivered to the plasma centre. This so-called mixing efficiency is deduced from a 0D model of the current quench. The estimated mixing efficiency is 3% for argon, 15% for an argon/deuterium mixture and about 40% for helium.A low mixing efficiency of high-Z impurities can have a strong implication for the design of the disruption mitigation system for ITER. However, a quantitative prediction requires a better understanding of the mixing mechanism.
runaway電子は、将来の実験用トカマクITERの信頼性ある運転にとって深刻な問題である。アバランシェにおける増倍係数exp(50)のため、たとえ少数のseed runaway電子であっても、最終的には装置を損傷させ得る高エネルギー電子のビームをもたらす。したがって、runaway電子の抑制は極めて重要な課題であり、本論文ではTEXTORにおけるmassiveガス入射に続くrunaway電子の系統的研究を提示する。アルゴン入射は、初期プラズマ電流の最大30%を担うrunaway電子の発生を引き起こし得る一方、ヘリウムまたはアルゴン(5%、10%)と重水素の混合ガスによるディスラプションはrunaway電子を発生させない。アルゴンによるディスラプションは、入射原子数が非常に多くなるとrunaway電子を発生しなくなる。runaway電子の発生有無は、プラズマ中心部に到達する原子の割合に関係する。このいわゆる混合効率は、電流クエンチの0次元モデルから導出される。推定される混合効率は、アルゴンで3%、アルゴン/重水素混合ガスで15%、ヘリウムで約40%である。高Z不純物の混合効率が低いことは、ITERのディスラプション緩和システムの設計に強い影響を与え得る。しかしながら、定量的な予測には、混合メカニズムのより深い理解が必要である。