During some JET vertical displacement events (VDEs) plasma current and position are found to be toroidally asymmetric. When asymmetries lock, the vessel has been observed to move horizontally, consequently strong horizontal forces are expected following plasma asymmetries, whether locked or rotating. The cause of horizontal forces is, as already identified in previous works, the asymmetric circulation of current in the structures. The physics mechanism responsible for these asymmetric currents is instead an open issue and it is the object of the present analysis. In particular it will be shown that the asymmetry is not due to a direct exchange of current between plasma and structure (as in the case of halo currents) but to asymmetric conductive paths which arise, in the structures, when the plasma column asymmetrically wets the wall. Simulations of this phenomenon using finite element (FE) models have been conducted to reproduce the JET observation during locked and rotating asymmetric VDEs. Estimated sideways force, asymmetry () and normalized asymmetry () of plasma current, vertical position at different toroidal locations during the disruption and halo current asymmetry have been compared with measurements done at JET during upward AVDEs. The substantial match between experiments and simulations confirms the soundness of the assumptions. Furthermore, the same physical model applied to downward VDEs shows that divertor support and coils, together with the geometry of the limiting surfaces, considerably lessen asymmetric loads as experienced at JET after installing those components.
いくつかのJET垂直変位事象(VDE)中に、プラズマ電流と位置がトロイダル方向に非対称であることが見出されている。非対称性がロックされると、容器が水平方向に移動することが観測されており、その結果、プラズマの非対称性が回転しているかロックされているかに関わらず、強い水平力が生じることが予想される。水平力の原因は、これまでの研究で明らかにされているように、構造物内における電流の非対称な循環である。一方、これらの非対称電流の背後にある物理的メカニズムは未解明の課題であり、本解析の対象である。特に、非対称性はプラズマと構造物の間の直接的な電流交換(ハロー電流の場合のような)によるものではなく、プラズマ柱が壁に非対称に接触した際に構造物内に生じる非対称な導電経路によるものであることが示される。有限要素モデルを用いたこの現象のシミュレーションを実施し、ロックされた非対称VDEおよび回転する非対称VDE中のJETの観測結果を再現した。非対称性の大きさ、プラズマ電流の規格化された非対称性、および擾乱中の異なるトロイダル位置におけるプラズマ位置の評価を、上方VDE中のJETでの測定結果と比較した。実験とシミュレーションの良好な一致は、仮定の妥当性を裏付けるものである。さらに、同じ物理モデルを下方VDEに適用した結果、ダイバータ支持構造とコイル、およびリミター表面の形状が、これらのコンポーネントの設置後に経験される非対称荷重を大幅に低減することが示された。