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Magnetic energy conversion and runaway regeneration during fast deconfinement of vertically unstable disruption generated runaway beams

J.R. Martín-Solís, J.A. Mier, F.J. Artola, A. Loarte2025年7月Nuclear FusionIF 3出版社

The fast deconfinement of a vertically unstable runaway beam is investigated using a 0-D model which includes self-consistently the vertical plasma motion and the generation of runaway electrons Kiramov and Breizman (2017 Physics of Plasmas24 100702). It is found that due to the decay of the runaway current during deconfinement, the plasma is vertically accelerated, leading to a substantial enhancement of the electric field when it touches the wall, which can result in a large runaway avalanche, regeneration of the runaway current and noticeable energy deposition on the runaway beam. The dependence of the conversion of magnetic into runaway kinetic energy on the characteristic deconfinement time of the runaway electrons, the resistive time of the residual ohmic plasma during the disruption, and the initial current and position of the runaway beam is also investigated. Negligible conversion of magnetic into runaway kinetic energy and runaway regeneration are found for characteristic deconfinement times lower than 0.5 ms and low temperatures (a few eVs) of the residual ohmic plasma. Moreover, estimates of the power fluxes on the plasma facing components suggest that, unless the runaway current at deconfinement is small enough (), shorter deconfinement times would be required to increase the runaway wetted area to levels enough to avoid melting of the first wall materials (Be or W).

日本語訳

垂直方向に不安定なランナウェイビームの急速な非閉じ込めを、垂直プラズマ運動とランナウェイ電子の生成を自己無撞着に含む0次元モデル(Kiramov and Breizman (2017 Physics of Plasmas24 100702))を用いて調べた。非閉じ込め中のランナウェイ電流の減衰により、プラズマは垂直方向に加速され、壁に接触するときに電場が大幅に増強され、その結果、大きなランナウェイなだれ、ランナウェイ電流の再生、およびランナウェイビームへの顕著なエネルギー堆積が生じ得ることが見出された。磁気エネルギーからランナウェイ運動エネルギーへの変換の、ランナウェイ電子の特性非閉じ込め時間、ディスラプション中の残留オーミックプラズマの抵抗時間、およびランナウェイビームの初期電流と初期位置への依存性も調べた。特性非閉じ込め時間が0.5 ms未満であり、かつ残留オーミックプラズマの温度が低い(数 eV)場合には、磁気エネルギーからランナウェイ運動エネルギーへの変換およびランナウェイ再生は無視できる程度であることが見出された。さらに、プラズマ対向機器へのパワーフラックスの推定は、非閉じ込め時のランナウェイ電流が十分に小さい()場合を除き、第一壁材料(BeまたはW)の溶融を回避するのに十分なレベルまでランナウェイ濡れ面積を増やすには、より短い非閉じ込め時間が必要となることを示唆している。

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Fusion Advanced Studies TorusPlasma disruption

AIによる論文要約

磁気エネルギー変換と垂直不安定性を持つ崩壊生成ランナウェイビームの急速な閉じ込め解放時の再生
JAこの論文は、核融合プラズマの不安定性や崩壊現象に興味のある研究者や学生に有益です。プラズマの閉じ込め解放時の現象を理解することで、炉心プラズマの挙動や、プラズマ対向機器への影響を予測することができます。#磁気エネルギー変換 #ランナウェイビーム #プラズマ不安定性 #核融合プラズマ
LLM向け: {'Title': '磁気エネルギー変換と垂直不安定性を持つ崩壊生成ランナウェイビームの急速な閉じ込め解放時の再生', 'Author(s)': 'Kiramo…

この論文は、垂直不安定なランナウェイビームの急速な閉じ込め解放について調べています。ビームの閉じ込めが解放されると、プラズマが垂直方向に加速され、壁に触れた際に大きな電場が生成され、ランナウェイアバランシェが起きる可能性があります。これにより、ランナウェイ電流が再生成され、ビームのエネルギー付与が大きくなる可能性があります。この現象は、ランナウェイ電子の閉じ込め解放時間、残留オーミックプラズマの抵抗時間、ランナウェイビームの初期電流と位置によって変化します。

Magnetic energy conversion and runaway regeneration during fast deconfinement of vertically unstable disruption generated runaway beams
ENThis paper is relevant for fusion researchers studying disruption mitigation and runaway electron dynamics, as it provides insights into the complex interplay between vertical plasma motion, electric field generation, and runaway electron behavior during fast deconfinement events.#FusionResearch #RunawayElectrons #DisruptionMitigation
LLM向け: {'Title': 'Magnetic energy conversion and runaway regeneration during fast decon…

This paper investigates how the fast deconfinement of a vertically unstable runaway beam can lead to a substantial enhancement of the electric field, resulting in a large runaway avalanche and regeneration of the runaway current. The study examines the conversion of magnetic into runaway kinetic energy and the impact on plasma-facing components.

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