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Thermal modeling of runaway electron induced damage in the SPARC tokamak

T Rizzi, K Paschalidis, S Ratynskaia, P Tolias, I Ekmark, M Hoppe, R A Tinguely, A Feyrer, T Looby2026年6月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The integrity of plasma-facing components (PFCs) in tokamaks is critically challenged by transient events such as runaway electron (RE) impacts. We report the first systematic analysis of the thermal damage to tungsten-based PFC tiles comprising the SPARC outboard off-midplane limiters that is induced by RE beams formed during vertical displacement events. Parametric scans in RE impacting characteristics as well as energy-pitch distribution functions from the Dream code are employed for calculations of the volumetric heat loads. A realistic panel design is adopted to enhance the fidelity of the thermal analysis. The PFC thermal responses are compared in terms of in-depth temperature profiles and damage characteristics, such as melt depth and vaporization losses.

日本語訳

トカマクにおけるプラズマ対向機器(PFC)の健全性は、逃走電子(RE)衝突などの過渡事象によって重大な脅威にさらされる。我々は、垂直変位事象中に形成されるREビームによって誘起される、SPARC外側オフミッドプレーン・リミッタを構成するタングステン系PFCタイルの熱損傷の初の体系的分析を報告する。RE衝突特性のパラメトリックスキャンおよびDreamコードによるエネルギー-ピッチ分布関数を用いて、体積熱負荷の計算を行う。熱解析の忠実度を高めるために、現実的なパネル設計を採用する。PFCの熱応答は、深さ方向の温度プロファイルおよび溶融深さや蒸発損失などの損傷特性に関して比較される。

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Runaway electronSPARC

AIによる論文要約

SPARCトカマクにおけるランナウェイ電子誘起損傷の熱モデリング
JA核融合炉設計者、プラズマ対向機器の材料研究者、トカマク運転の安全評価を行う研究者#SPARC #ランナウェイ電子 #熱モデリング #プラズマ対向機器 #核融合
LLM向け: {"Title": "SPARCトカマクにおけるランナウェイ電子誘起損傷の熱モデリング", "Authors": "未指定", "Research Object…

トカマク型核融合炉では、垂直変位事象中に形成されるランナウェイ電子ビームがプラズマ対向機器に重大な熱損傷を与える可能性があります。本研究では、SPARCトカマクの中性子遮蔽リミッターを構成するタングステン製タイルの熱損傷を初めて系統的に解析しました。Dreamコードを用いたエネルギー・ピッチ分布関数に基づき、パラメトリックスキャンによる体積熱負荷を計算。実機パネル設計を採用し、熱解析の忠実度を向上。溶融深さや蒸発損失などの損傷特性を温度プロファイルと比較しました。この研究は、将来のトカマク設計におけるランナウェイ電子対策に重要な指針を提供します。

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