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An insight on beryllium dust sources in the JET ITER-like wall based on numerical simulations

Andrea Uccello, Gabriele Gervasini, Francesco Ghezzi, Enzo Lazzaro, D Borodin, I Borodkina, D Douai, A Huber, I Jepu, D Terranova2020年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

After vertical displacement events (VDEs) in the JET-ILW tokamak, debris is produced in liquid form and ejected from the vessels beryllium upper dump plates (UDPs). Most of the droplets splash near the UDPs outboard tile 8 as documented by an in-vessel photographic survey. Moreover, the systematic collection of 'dust' from the main chamber and the divertor region provides evidence of small solid spherical Be particles and flat splats (with fairly circular, 'pancake-like', or elongated shapes) related to melting events (with a diameter of few µm prior the deposition). The migration of metallic Be is studied with the numerical code DUSTTRACK, capable of describing the full droplet dynamics in a non-stationary tokamak plasma configuration. The description of the JET plasma during the VDE proposed here allows for a sufficiently consistent reconstruction of the transient conditions of the background plasma, relying on actual physical measurements. Due to the lack of experimental data related to the initial properties of the ejecta, the statistically relevant sample of 4×105 particles was considered in the DUSTTRACK simulations. A reasonable fit of the initial parameters for the ejected droplets, as well as the time-dependent plasma parameters for the VDE resulted in good qualitative agreement with the post-mortem experimental findings from dust collectors and with the Be deposition pattern near UDPs on the low-field side.

日本語訳

JET-ILWトカマクにおける垂直変位事象(VDE)の後、液体形態のデブリが生成され、容器のベリリウム上部ダンププレート(UDP)から放出される。液滴の大部分は、容器内写真調査によって記録されているように、UDP近傍のアウトボードタイル8の近くに飛散する。さらに、主容器およびダイバータ領域からの「ダスト」の系統的収集は、溶融事象に関連する(堆積前の直径が数µmの)小さな球形のBe粒子および平らなスプラット(かなり円形の「パンケーキ状」または細長い形状を持つ)の証拠を提供する。金属Beの移動は、非定常トカマクプラズマ配位における液滴の完全な動力学を記述できる数値コードDUSTTRACKを用いて研究される。ここで提案するVDE中のJETプラズマの記述は、実際の物理測定に依拠して、背景プラズマの過渡条件の十分に整合的な再構築を可能にする。放出物の初期特性に関する実験データが不足しているため、統計的に有意な4×105個の粒子のサンプルがDUSTTRACKシミュレーションで考慮された。放出された液滴の初期パラメータおよびVDEの時間依存プラズマパラメータの合理的なフィッティングにより、ダストコレクターからの事後実験的知見および低磁場側のUDP近傍のBe堆積パターンと良好な定性的一致が得られた。

装置

iter高精度(タイトル一致)jet高精度(タイトル一致)

wiki

ITERJETBerylliumITER-like wall
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