In ITER, disruption-born runaway electrons (REs), unless mitigated, are expected to form a several Mega-Ampere beam that ultimately intercepts the first wall leading to melting of the plasma facing components. Developing a successful mitigation strategy therefore requires modeling that takes into account the coupling between REs and the MHD during the formation and termination of the beam, along with estimates for the wall loads that can be compared to design values. Using the JOREK code, this work aims to provide the latter by presenting a novel model for collisions between REs and the wall and applying it to a beam termination scenario in ITER. To this end, the transport of REs is modeled by tracing particles in the fields calculated by preceding simulations of the disruption event where REs were treated in the fluid picture and self-consistently coupled to the MHD. The resulting heat loads are found to be highly localized in both the poloidal and toroidal directions, with 3D features also playing an important role in the appearance of hot spots. Peak loads were on the order of . The load distribution was found to only be weakly sensitive to the initial phase space distribution of the REs when decoupled from the fields, while modifying properties of the underlying MHD yielded notable differences in wetted area and peak loads, in particular for cases with higher resistivity.
ITERでは、緩和されない限り、ディスラプション起源の逃走電子(REs) は数メガアンペアのビームを形成し、最終的に第一壁に衝突してプラズマ対向機器の溶融を引き起こすと予想される。したがって、成功する緩和戦略の開発には、ビームの形成および終端時のREsとMHDの間の結合を考慮したモデリングと、設計値と比較可能な壁負荷の推定が必要である。JOREKコードを用いて、本研究は、REsと壁との間の衝突に関する新しなモデルを提示し、それをITERのビーム終端シなリオに適用することにより、後者を提供することを目的とする。この目的のために、REsの輸送は、先行するディスラプション事象のシみュレーションによって計算された場の中での粒子追跡によってモデル化され、そこではREsは流体描像で扱われ、MHDと自己無撞着に結合された。結果として生じる熱負荷は、ポロイダル方向とトロイダル方向の両方において強く局在することが見出され、ホットスポットの出現には3Dの特徴も重要な役割を果たす。ピーク負荷は のオーダダーであった。負荷分布は、場から切り離された場合、REsの初期位相空間分布に対して弱い感度しか示さないことが見出されたが、一方で、基礎となるMHDの特性を変更すると、濡れ面積とピーク負荷、特に高抵抗率の場合において、顕著な差異が生じた。