ITER plasma will be surrounded by the first wall, which is mostly blankets made of beryllium (Be) and divertor plates made of tungsten (W). When the plasma is subjected to vertical displacement events (VDEs), it could come in contact with these first wall materials—be it in the upper dome during upward-moving VDEs or radial plasma movements and W divertor in the downward-moving VDEs. We investigate in this paper specifically the first case of plasma moving upwards, hitting the top dome and ejecting a small piece of Be. The piece of Be falls freely through the plasma, ablating as it moves down causing the plasma temperature to crash, although in a rather slow process of few hundred milliseconds, finally creating plasma disruption and generating a runway current. This whole scenario is simulated using the tokamak simulation code. We have also carried out preliminary simulation studies of possible mitigation of the runaways generated following the Be ingress through injection of deuterium pellets.
ITERプラズマは、ベリリウム(Be)製のブランケットとタングステン(W)製のダイバータ板を主とする第一壁に囲まれることになる。プラズマが垂直変位事象(VDE)にさらされると、上向きVDE中は上部ドーム、下向きVDE中は径方向のプラズマ移動やWダイバータといった、これらの第一壁材料に接触する可能性がある。本論文では、プラズマが上向きに移動し、上部ドームに衝突して小さなBe片を放出する最初のケースを具体的に調査する。Be片はプラズマ中を自由落下し、降下するにつれてアブレーションを起こしてプラズマ温度を急降下させるが、これは数百ミリ秒というかなり遅いプロセスであり、最終的にはプラズマのディスラプションを引き起こし、ランナウェイ電流を発生させる。この一連のシナリオをトカマクシミュレーションコードを用いてシミュレーションした。また、重水素ペレットの入射によるBe混入後に発生するランナウェイの緩和の可能性についても予備的なシミュレーション検討を行った。