In the last experimental campaign of the JET tokamak in December 2023, long duration discharges in deuterium plasmas were performed to assess the sustainment of the plasma performance over many resistive time scales and to address plasma-wall interaction physics in a full metallic environment with the ITER-like wall (ILW), featuring a W divertor and a Be first wall (Matthews et al 2011 Phys. Scr. 2011 014001; Neu et al 2011 Plasma Phys. Control. Fusion53 124040). Two types of long duration discharges were developed: (i) a 30 s flat-top ELMy H-mode with combined 12–14 MW neutral beam injection (NBI) and 2 MW of ion-cyclotron resonance heating (ICRH) and (ii) a 60 s long pulse with 4–6 MW of NBI during the entire flat-top and 2 MW of ICRH for about 40 s. The pulses were stationary from the radiation point of view without sign of core impurity accumulation and featured regular type-I ELMs with roughly equilibrated ion and electron temperatures in most cases. The discharges required significant technical adjustments in many subsystems, ranging from plasma shape control, machine protection and diagnostic settings (King et al Technical and Engineering challenges for long pulses on JET ITER). The experiments achieved the maximum energy ever injected in a single pulse in JET (EIN= 450 MJ) and challenged the operational domain of the inertially cooled divertor limits. An overview of the main properties of these discharges in terms of plasma stationarity, ELM behavior, plasma-wall interaction and overall performance will be presented and the contribution of these unprecedented JET-ILW results to the multi-machine CICLOP (Coordination on International Challenges on Long duration Operation) database (Litaudon et al 2024 Nucl. Fusion64 015001) will be highlighted.
2023年12月のJETトカマクの最後の実験キャンペーンでは、重水素プラズマにおける長時間放電が、多くの抵抗性時間スケールにわたるプラズマ性能の維持を評価し、WダイバータとBe第一壁を備えたITER類似壁(ILW)による完全金属環境でのプラズマ-壁相互作用物理に取り組むために実施された(Matthews et al 2011 Phys. Scr. 2011 014001; Neu et al 2011 Plasma Phys. Control. Fusion53 124040)。2種類の長時間放電が開発された:(i)12～14MWの中性粒子ビーム入射(NBI)と2MWのイオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)を組み合わせた30秒のフラットトップELMy Hモード、(ii)フラットトップ全体で4～6MWのNBI、約40秒間の2MWのICRHを用いた60秒の長パルスである。これらのパルスは、コア不純物蓄積の兆候がなく放射の観点から定常であり、ほとんどの場合、イオン温度と電子温度がほぼ平衡した規則的なタイプI ELMを特徴としていた。放電には、プラズマ形状制御、機器保護、診断設定など、多くのサブシステムにおいて重要な技術的調整が必要であった(King et al Technical and Engineering challenges for long pulses on JET ITER)。実験は、JETの単一パルスに注入された最大エネルギー(EIN=450MJ)を達成し、慣性冷却ダイバータ限界の運転領域に挑戦した。プラズマ定常性、ELM挙動、プラズマ-壁相互作用、および全体的な性能に関するこれらの放電の主な特性の概要が提示され、これらの前例のないJET-ILW結果の複数装置CICLOP(Coordination on International Challenges on Long duration Operation)データベース(Litaudon et al 2024 Nucl. Fusion64 015001)への貢献が強調される。