Inhibition of contamination of the plasma core in JET by edge impurities during high power heating of deuterium plasmas in limiter configuration using fuelling is demonstrated. By injecting deuterium gas during heating, in the presence of a much larger recycling deuterium flux, a reduction of more than a factor of 2 was effected in n2(0)/Φ2, the ratio of central impurity density to impurity influx at the plasma edge. The reduction in n2(0) was obtained without much effect on peak electron temperature and density. Reduction of plasma contamination by gas fuelling was observed also when hot spots formed on the limiter, a condition that without simultaneous gas fuelling culminated in runaway plasma contamination. Detailed analysis of the experiments is undertaken with the purpose of identifying the processes by which plasma contamination was inhibited, employing standard limiter plasma contamination modelling. Processes which might produce the observed impurity inhibiting effects of gas injection include: (a) reduction in impurity production at the limiter; (b) increase in impurity screening in the scrape-off layer; (c) increase in radial impurity transport at the plasma edge; (d) increase in average deuteron flow velocity to the limiter along the scrape-off layer. These are examined in detail using the Monte Carlo limiter impurity transport code LIM. Bearing in mind that uncertainties exist both in the choice of appropriate modelling assumptions to be used and in the measurement of required edge plasma parameters, changes in n2(0)/Φ2, by a factor of 2 are at the limit of the present modelling capability. However, comparison between LIM code simulations and measurements of plasma impurity content indicate that the standard limiter plasma contamination model may not be adequate and that other processes need to be added in order to be able to describe the experiments in JET
リミター配位における重水素プラズマの高パワー加熱中に、燃料供給を用いることにより、JETのプラズマ中心部の端部不純物による汚染が抑制されることが実証された。加熱中に重水素ガスを注入することにより、はるかに大きなリサイクリング重水素フラックスの存在下で、中心不純物密度とプラズマ端部での不純物入射フラックスの比であるn2(0)/Φ2が2倍以上の減少を達成した。n2(0)の減少は、ピーク電子温度と密度に大きな影響を与えることなく得られた。ガス燃料供給によるプラズマ汚染の低減は、リミター上にホットスポットが形成された場合にも観測された。この状態は、同時のガス燃料供給なしでは暴走的なプラズマ汚染に至るものであった。プラズマ汚染が抑制された過程を特定する目的で、標準的なリミター・プラズマ汚染モデリングを用いて、実験の詳細な解析が行われた。ガス注入の観測された不純物抑制効果をもたらす可能性のある過程には、以下のものがある：(a) リミターにおける不純物生成の低減；(b) スクレイプオフ層における不純物遮蔽の増加；(c) プラズマ端部における径方向不純物輸送の増加；(d) スクレイプオフ層に沿ったリミターへの平均重陽子流速度の増加。これらは、モンテカルロ・リミター不純物輸送コードLIMを用いて詳細に調べられた。使用すべき適切なモデリング仮定の選択と、必要な端部プラズマパラメータの測定の両方に不確実性が存在することを考慮すると、n2(0)/Φ2の2倍の変化は、現在のモデリング能力の限界にある。しかしながら、LIMコードシミュレーションとプラズマ不純物含有量の測定値との比較は、標準的なリミター・プラズマ汚染モデルが十分ではない可能性があり、JETでの実験を記述できるようにするためには他の過程を追加する必要があることを示している。