The generation of runaway electrons (REs) during disruptions poses a significant challenge for the operation of tokamaks. The production of these high-energy electrons can cause substantial damage, particularly when the plasma current is high, making it a critical concern for ITER. For the high-temperature plasmas anticipated in ITER, the primary generation of REs may be dominated by the hot tail mechanism, which consists of the acceleration of hot electrons from the pre-disruption population which have not yet thermalized with the bulk following the rapid cooling of the plasma. To account for the significant 3D effects on RE production, a hot tail modeling framework has been developed within the non-linear 3D extended MHD code JOREK. This paper presents the structure of this framework, which is based on test electrons evolving in MHD fields. The verification of the method shows good agreement with the reference DREAM code for 0D test cases, as well as for axisymmetric simulations of 15 MA ITER H-mode disruption scenarios. Furthermore, a proof-of-principle application to a DIII-D case demonstrates the framework’s capability to capture for the first time the hot tail generation in 3D MHD simulations in realistic geometry. Preliminary results suggest that the production of REs is significantly reduced by stochastic losses.
ディスラプション中のrunaway電子（REs）の生成は、トカマクの運転にとって重要な課題である。これらの高エネルギー電子の生成は、特にプラズマ電流が高い場合に重大な損傷を引き起こす可能性があり、ITERにとって重大な懸念事項となっている。ITERで予想される高温プラズマでは、REsの主な生成はホットテール機構によって支配される可能性がある。この機構は、プラズマの急冷後にバルクとまだ熱化していないディスラプション前の集団からの高温電子の加速からなる。RE生成に対する顕著な3D効果を考慮するために、非線形3D拡張MHDコードJOREK内にホットテールモデリングフレームワークが開発された。本論文では、MHD場内で発展するテスト電子に基づくこのフレームワークの構造を提示する。この手法の検証は、0Dテストケース、および15 MA ITER Hモードディスラプションシナリオの軸対称シミュレーションについて、参照DREAMコードと良好な一致を示している。さらに、DIII-Dケースへの原理実証適用により、現実的な幾何形状における3D MHDシミュレーションでホットテール生成を初めて捕捉するフレームワークの能力が実証される。予備的な結果は、REsの生成が確率的損失によって大幅に減少することを示唆している。