Physical and computational models are developed, used and benchmarked for studying the response of ITER tokamak plasma facing components to runaway electron impact following a plasma disruption. The energy deposition, temperature evolution and material melting thickness are calculated for a wide range of runaway electron parameters, namely, electron kinetic energy, magnetic field, energy partition ratio (along and across magnetic field direction) impact duration, and wall material composition. It is shown that the electron energy partition ratio will have a significant effect on the wall heat load with melting of the first wall with beryllium armor possible. If tungsten armor is used instead, the surface of the mockup is overheated and melted for all ranges of studied parameters of the runaway electrons. Using an insert of a thin layer of a high-Z material inside the beryllium armor can mitigate the heat load in the armor and heat sink structure.
物理モデルと計算モデルを開発し、プラズマディスラプション後の逃走電子衝撃に対するITERトカマクのプラズマ対向機器の応答を研究するために使用し、ベンチマークを行った。エネルギー堆積、温度発展、材料溶融厚さを、広範囲の逃走電子パラメータ、すなわち電子運動エネルギー、磁場、エネルギー分配比(磁場方向および磁場横断方向)、衝撃持続時間、および壁材料組成に対して計算した。電子のエネルギー分配比が壁熱負荷に有意な影響を及ぼし、ベリリウム装甲を備えた第一壁の溶融が起こり得ることを示した。代わりにタングステン装甲を使用した場合、研究したすべての逃走電子パラメータ範囲において、模擬試験体の表面が過熱され溶融した。ベリリウム装甲内部に高Z材料の薄層を挿入することで、装甲およびヒートシンク構造における熱負荷を軽減できることを示した。