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Assessment of runaway electron beam termination and impact in ITER

V. Bandaru, M. Hoelzl, H. Bergström, F.J. Artola, K. Särkimäki, M. Lehnen, the JOREK Team2024年7月Nuclear FusionIF 3出版社

The vertical motion and shrinking of the cold plasma column after a tokamak disruption leads to a natural decrease in the edge safety factor when most of the current is carried by runaway electrons (REs). Reaching a low edge safety factor can potentially cause a strong plasma instability. We present magnetohydrodynamic simulations of the termination of a post-disruption plateau-phase RE beam in ITER when the edge safety factor falls close to two. Growth of instabilities is observed to result in stochastization of the magnetic field and a prompt loss of REs. As RE impact must be mitigated in ITER, the effect of parameters that influence the final termination have been assessed. Higher background plasma resistivity is seen to cause larger mode magnitudes and stronger stochastization, leading to less remnant REs after the termination event. Lower ion-densities also project a qualitatively similar behavior although weaker in effect. Using computations from a wall collision model, the ensuing load distribution on the first-wall is also presented.

日本語訳

トカマクディスラプション後、低温プラズマ柱の垂直運動と収縮は、電流の大部分が逃走電子(RE)によって担われている場合に、端部安全係数の自然な減少をもたらす。低い端部安全係数に達すると、強いプラズマ不安定性を引き起こす可能性がある。我々は、端部安全係数が2付近まで低下したときのITERにおけるディスラプション後プラトー相REビームの終結に関する磁気流体力学シミュレーションを提示する。不安定性の成長が磁場のストカスティゼーションとREの即時損失をもたらすことが観測される。ITERではREの影響を緩和する必要があるため、最終的な終結に影響を与えるパラメータの効果が評価されている。より高い背景プラズマ抵抗率は、より大きなモード振幅とより強いストカスティゼーションを引き起こし、終結事象後の残留REを減少させることが見られる。より低いイオン密度も、効果は弱いものの、定性的に同様の挙動を示す。壁衝突モデルを用いた計算から、その後の第一壁への負荷分布も提示する。

装置

iter高精度(タイトル一致)

wiki

ITERElectron beamsRunaway electron

AIによる論文要約

ITERにおけるランナウェー電子ビームの終了と影響の評価
JAこの論文は、トカマク装置の設計や運転に携わる研究者や技術者、特にITERの安全性を検討する上で有用です。ランナウェー電子の振る舞いを理解し、その影響を軽減する方法を検討することが重要です。#ITERランナウェー電子#トカマク崩壊#プラズマ安定性

この論文は、トカマクの崩壊後にランナウェー電子が生成された場合の、その終了過程と壁への影響について検討したものです。シミュレーションの結果、ランナウェー電子ビームの終了時には磁場の乱れが生じ、電子が素早く失われることが示されました。また、プラズマ抵抗率や密度が終了過程に影響を与えることも明らかにされています。

Assessment of runaway electron beam termination and impact in ITER
ENThis paper is relevant for fusion researchers and engineers working on the design and operation of ITER, as well as those studying the behavior of runaway electrons in tokamak devices.#FusionResearch #ImpactAnalysis #RunawayElectrons #MagneticFieldStochasticity #ITERDesign

This paper explores the termination of runaway electron beams in ITER, a nuclear fusion reactor. It shows that as the plasma current is carried by runaway electrons, the edge safety factor decreases, leading to instabilities that cause the magnetic field to become chaotic, resulting in the loss of runaway electrons. The study also examines how factors like plasma resistivity and ion density affect the termination process and the resulting impact on the reactor's first wall.

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