Pellet injection is an important means to fuel and control discharges and mitigate disruptions in reactor-scale fusion devices. To accurately assess the efficiency of these applications, it is necessary to account for the drift of the ablated material towards the low-field side. In this study, we have implemented a semi-analytical model for ablation cloud drifts in the numerical disruption modelling tool DREAM. We show that this model is capable of reproducing the density evolution in shattered pellet injection (SPI) experiments in ASDEX Upgrade, for model parameters within the expected range. The model is then used to investigate the prospects for disruption mitigation by staggered SPIs in DT H-mode ITER scenarios. We find that the drifts may decrease the assimilation of pure deuterium SPIs by about an order of magnitude, which may be important to consider when designing the disruption mitigation scheme in ITER. The ITER scenarios studied here generally result in similar multi-MA runaway electron (RE) currents, regardless of the drift assumptions, but the effect of the drift is larger in situations with a fast and early thermal quench. The RE current may also be more strongly affected by the drift losses when accounting for RE losses caused by the vertical plasma motion.
ペレット入射は、炉規模の核融合装置において、放電の燃料供給と制御、およびディスラプションの緩和のための重要な手段である。これらの応用の効率を正確に評価するためには、アブレーションされた物質の低磁場側へのドリフトを考慮することが必要である。本研究では、数値ディスラプションモデリングツールDREAMに、アブレーション雲ドリフトの半解析モデルを実装した。このモデルが、期待される範囲内のモデルパラメータを用いて、ASDEX Upgradeにおける破砕ペレット入射(SPI)実験の密度発展を再現できることを示す。次に、このモデルを用いて、DT HモードのITERシナリオにおいて時間差を付けたSPIによるディスラプション緩和の見通しを調査する。ドリフトにより、純重水素SPIの取り込みが約1桁減少する可能性があり、これはITERにおけるディスラプション緩和方式を設計する際に考慮することが重要となる可能性がある。ここで研究したITERシナリオは、ドリフトの仮定に関係なく概して同様の数MA級の逃走電子(RE)電流をもたらすが、ドリフトの影響は、高速かつ早期の熱クエンチを伴う状況でより大きい。RE電流は、鉛直方向のプラズマ運動によって引き起こされるRE損失を考慮すると、ドリフト損失によりより強く影響を受ける可能性もある。