Supersonic gas puffing (SSGP), where a high-pressure gas is ejected through a fast solenoid valve equipped with a Laval nozzle, has been applied to large high-temperature plasmas and its fueling characteristics have been investigated in the Large Helical Device. The fueling efficiency of SSGP depends on the target plasma density and decreases as the density increases. This is due to the fueling mechanism of SSGP, where the fuel particles are supplied to the plasma edge region and then transported to the core region by diffusion. SSGP locally supplies a large number of particles to the edge region within a short time on the order of milliseconds. A fueling efficiency of ∼20% can be achieved by SSGP at a low initial density of ∼1.5 × 1019 m−3, which is more than twice as high as that of ordinary gas puffing at a similar density. Furthermore, this property leads to the additional effect of edge cooling to SSGP that will be beneficial for divertor heat load reduction.
超音速ガスパフ（SSGP）は、ラバルノズルを備えた高速ソレノイドバルブを通して高圧ガスを噴出する手法であり、大型ヘリカル装置（LHD）において大型高温プラズマへ適用され、その燃料供給特性が調査されてきた。SSGPの燃料供給効率はプラズマ密度に依存し、密度が増加するにつれて低下する。これはSSGPの燃料供給機構に起因するものであり、燃料粒子はプラズマ周辺部に供給された後、拡散によって中心部へ輸送される。SSGPは、ミリ秒オーダーの短時間で周辺部に局所的に大量の粒子を供給する。初期密度が約1.5×10¹⁹ m⁻³の低密度条件下では、SSGPにより約20%の燃料供給効率が達成可能であり、これは同程度の密度における通常のガスパフの2倍以上の値である。さらに、この特性はSSGPに付加的な周辺部冷却効果をもたらし、ダイバータ熱負荷低減に有益である。