Efficient plasma core fuelling is a critical issue for achieving steady-state scenarios in magnetically confined fusion devices. The current preferred method to achieve this goal is cryogenic pellet injection (PI). PI's are now installed in most medium- and large-sized fusion devices. In this paper, recent results from PI experiments in the stellarator TJ-II are reported. Of particular interest is the influence of fast electrons. Whilst edge populations of such electrons do not affect PI in the TJ-II, fast electrons residing in its hot core have significant influence on both pellet ablation and fuelling efficiency. If present in the core, their radial location can be determined from the light emission profile produced by an ablating pellet as it traverses the plasma and confirmed from the power spectral distribution spectrograph of the total secondary beam current collected by a scanning heavy ion beam probe system. Moreover, it is found that if a pellet is subject to excess ablation due to core fast electron impacts, the resultant pellet efficiency (deposited particles/delivered particles) increases by up to 50% with respect to injections into similar, fast-electron free, plasmas. This is consistently found for microwave-heated plasmas, where pellet penetration is shallower than the magnetic axis in TJ-II, when such a population is present, as well as for neutral beam created and heated plasmas in which fast-electrons, generated during magnetic field ramp-up, persist in the core along a discharge. Similarly, when polystyrene pellets (TESPEL) are injected into the same machine sector, an analogous increase in post-injection particle deposition is seen. It is postulated that vaporization of the pellet through heating by fast electrons modifies normal neutral cloud and plasmoid development and hence affects outwards drifting that is inherent to magnetic fusion devices.
磁気閉じ込め核融合装置における定常シナリオの実現には、プラズマ中心部への燃料供給が極めて重要な課題である。この目標を達成するための現在の標準的な手法は、極低温ペレット入射（PI）である。PIは現在、ほとんどの中型および大型核融合装置に設置されている。本論文では、ヘリカル型装置TJ-IIにおけるPI実験の最近の結果について報告する。特に注目すべきは、高速電子の影響である。周辺部に存在するこのような電子はTJ-IIにおけるPIに影響を与えないが、高温コアに存在する高速電子は、ペレットのアブレーションと燃料供給効率の両方に有意な影響を及ぼす。コアに高速電子が存在する場合、その径方向位置は、ペレットがプラズマを横断する際に生成される発光プロファイルから決定でき、さらに走査型重イオンビームプローブシステムによって収集される全二次ビーム電流のパワースペクトル分布から確認できる。さらに、ペレットがコア内の高速電子の衝突による過剰なアブレーションを受ける場合、結果として得られるペレット効率（堆積粒子数／入射粒子数）は、同様の条件下で高速電子が存在しないプラズマへの入射と比較して最大50%向上することが見出された。この結果は、マイクロ波加熱プラズマにおいて一貫して観察され、その場合ペレットの侵入深さはTJ-IIの磁気軸よりも浅くなるが、このような高速電子集団が存在する場合に限られる。また、中性粒子ビーム加熱プラズマにおいても同様の結果が得られ、この場合磁場立ち上げ中に生成された高速電子が放電中コアに持続する。同様に、同一の装置セクターにポリスチレンペレット（TESPEL）を入射した場合、入射後の粒子堆積の増加が同様に観察された。高速電子によるペレットの加熱を通じた気化が、通常の中性ガスクラウドおよびプラズモイドの形成を変化させ、それによって磁気閉じ込め核融合装置に固有の外向きドリフトに影響を及ぼすものと推測される。