Cryogenic pellet injection is an important means of refuelling and terminating fusion plasmas, with fuel pellets exhibiting a range of phenomena beneficial to confinement and the energy balance between ions and electrons. In this investigation we consider the self-similar expansion along magnetic field lines of the plasmoid produced by a small pellet. In particular, we consider the case when the expansion timescale is comparable to the time taken for the pellet gas cloud to cross a field line. It is shown that plasmoid ions acquire a significant fraction of the energy that is transferred to plasmoid electrons via collisions with the ambient plasma. It is found that the expansion is insensitive to the profile of the gas cloud and details of the ionisation of the gas—the plasma flux emerging from the gas cloud is the only quantity that affects the expansion.
低温ペレット入射は、核融合プラズマの補充および終止の重要な手段であり、燃料ペレットは閉じ込めおよびイオンと電子の間のエネルギー収支に有益な一連の現象を示す。本研究では、小型ペレットによって生成されたプラズモイドの磁力線に沿った自己相似膨張を考察する。特に、膨張の時間スケールが、ペレットのガスクラウドが磁力線を横切るのに要する時間と同程度である場合を考察する。プラズモイドのイオンが、周辺プラズマとの衝突を介してプラズモイドの電子に伝達されるエネルギーの有意な割合を獲得することが示される。膨張は、ガスクラウドのプロファイルおよびガスの電離の詳細に対して鈍感であり、ガスクラウドから放出されるプラズマ束のみが膨張に影響を与える唯一の量であることが見出される。