Magnetohydrodynamic (MHD) instabilities and runaway electrons (REs) interact in several ways, making it important to self-consistently model these interactions for accurate predictions of RE generation and the design of mitigation strategies, such as massive gas injection (MGI). Using M3D-C1—an extended MHD code with a RE fluid model—we investigate the effects of 3D nonlinear MHD activity, material injection, and 2D axisymmetric vertical displacement events (VDEs) on RE evolution during disruptions on SPARC—a high-field, high-current tokamak designed to achieve a fusion gain Q > 1. Several cases, comprising different combinations of neon (Ne) and deuterium () injection, are considered. Our results demonstrate key effects that arise from the self-consistent RE + MHD coupling, such as an initial increase in RE generation due to MHD instability growth, decreased saturation energies of the mode driving sawteeth-like activity, RE losses in stochastic magnetic fields, and subsequent RE confinement and plateau formation due to re-healing of flux surfaces. Large RE plateaus (>5 MA) are obtained with Ne-only injection (2– atoms), while combined + Ne injection ( Ne atoms; molecules) produces a lower RE current (<2 MA). With + Ne injection, a post thermal quench ‘cold’ VDE terminates the RE beam, preventing a steady plateau. These simulations couple REs, 3D MHD instabilities, MGI, and axisymmetric VDEs for the first time in SPARC disruption simulations and represent a crucial step in understanding RE generation and mitigation in high-current devices like SPARC.
磁気流体力学（MHD）不安定性と逃走電子（REs）はいくつかの方法で相互作用し、RE生成の正確な予測と、大量ガス注入（MGI）などの緩和戦略の設計のために、これらの相互作用を自己無撞着にモデル化することが重要となる。RE流体モデルを備えた拡張MHDコードであるM3D-C1を用いて、核融合利得Q > 1を達成するよう設計された高磁場・高電流トカマクSPARCにおけるディスラプション中のRE発展に対する、3D非線形MHD活動、物質注入、および2D軸対称鉛直変位事象（VDEs）の影響を調査する。ネオン（Ne）と重水素（）の注入の異なる組み合わせからなる複数のケースを考察する。我々の結果は、自己無撞着なRE + MHD結合から生じる主要な効果を示す。例えば、MHD不安定性の成長によるRE生成の初期増加、鋸歯状様活動を駆動する（ ）モードの飽和エネルギーの低下、確率的磁場中でのRE損失、そしてフラックス面の再形成によるその後のRE閉じ込めとプラトー形成である。Neのみの注入（2– 原子）では大きなREプラトー（>5 MA）が得られる一方、（ ）+ Neの組み合わせ注入（（ ） Ne原子; （ ） 分子）ではより低いRE電流（<2 MA）が生成される。（ ）+ Ne注入では、熱クエンチ後の「冷たい」VDEがREビームを終了させ、定常プラトーを防ぐ。これらのシミュレーションは、SPARCディスラプションシミュレーションにおいて初めてRE、3D MHD不安定性、MGI、および軸対称VDEを結合するものであり、SPARCのような高電流装置におけるRE生成と緩和の理解における重要な一歩を表す。