AbstractCryogenic pellet injection from the magnetic high field side (HFS) of a tokamak is the currently favoured scheme to refuel steady state H-mode discharges. However, in currently operating tokamaks access to the HFS has to be gained via strongly curved guide tubes severely restricting injection speeds and leading to shallow plasma penetration where a large portion of the injected material is lost in the edge gradient layer within a few milliseconds after injection. Therefore, at ASDEX Upgrade an optimized pellet guiding system for speeds close to 1000 m/s has been designed and put into operation. The 17 m long track consists of: (i) a funnel installed to catch pellets scattered by the accelerator; (ii) a preliminary teflon tube section; and (iii) a guiding track transferring the pellets in a diagnostic port into the plasma. Using a looping geometry the system is designed to keep semi-permanent contact between pellet and track by steering the pellets in a controlled trajectory. Emphasis is also put on efficient evacuation of all sections to avoid pressure build-up in the system due to the Leidenfrost effect. In first proof-of-principle plasma discharges a scan of pellet injection at v=240–880 m/s and plasma parameter studies at v=560 m/s were completed.
Abstract低温ペレット入射は、トカマクの磁場高磁場側（HFS）から行う方式であり、定常Hモード放電の燃料補給方式として現在最も有力視されている。しかしながら、現在運転中のトカマクでは、HFSへのアクセスは強く湾曲した案内管を介して行わなければならず、入射速度が厳しく制限され、入射物質の大部分が入射後数ミリ秒以内に端部勾配層で失われる浅いプラズマ侵入しか達成できない。そこで、ASDEX Upgradeでは、約1000 m/sの速度に最適化されたペレット案内システムが設計され、運用が開始された。全長17 mの軌道は、(i) 加速器から散乱したペレットを捕捉するためのファンネル、(ii) 初期テフロン管、(iii) 診断ポート内でペレットをプラズマへと移送する案内軌道から構成される。本システムはループ状の幾何学的配置を採用し、ペレットを制御された軌道に沿って導くことにより、ペレットと軌道の間の持続的接触を維持するように設計されている。また、ライデンフロスト効果によるシステム内の圧力上昇を回避するため、全セクションの効率的な排気にも重点が置かれている。最初の原理実証プラズマ放電では、v=240–880 m/sの範囲でのペレット入射走査と、v=560 m/sでのプラズマパラメータに関する研究が完了した。