Plasma disruption is one of the major challenges for ITER. A large fraction of runaway current may be formed due to the avalanche generation of runaway electrons (REs) in disruptions. Current researches find that the generation of REs may be hard to totally suppress during the disruptions, and lead to the formation of large runaway current in future fusion devices. Runaway currents carry huge magnetic and kinetic energies that need to be dissipated safely. Runaway current dissipation by high-Z impurities has been performed on J-TEXT. Runaway currents are formed by an injection of ∼1019 argon atoms, and then large quantities of argon or krypton impurities are injected by the massive gas injection valve to dissipate the runaway current during the runaway current plateau phase. The dissipation efficiency increases with the increase of injected impurity quantity. When the injected impurity quantity exceeds 2 × 1021, the dissipation efficiency becomes saturated. Up to a 28 MA s−1 runaway current dissipation rate and a 15% energy dissipation rate can be achieved. Analysis shows that the saturation of dissipation efficiency is caused by the decrease of impurity assimilation rate with the increase of total injected impurity quantity. The decrease of impurity assimilation rate may be caused by the saturation of impurity density growth rate during the short dissipation phase. A simple estimate also shows that the increase of internal inductance leads to the slowing down of the growth of runaway current dissipation rate during the runaway current decay phase. The results may have important implication for ITER disruption mitigation.
プラズマディスラプションはITERにとって主要な課題の一つである。ディスラプションにおける逃走電子（RE）のアバランシェ生成により、大きな逃走電流が形成される可能性がある。最近の研究では、REの生成をディスラプション中に完全に抑制することは困難であり、将来の核融合装置において大きな逃走電流の形成につながることが分かっている。逃走電流は巨大な磁気エネルギーと運動エネルギーを担っており、これらを安全に消散させる必要がある。J-TEXTにおいて、高Z不純物による逃走電流の消散が実施された。逃走電流は約10¹⁹個のアルゴン原子の注入によって形成され、その後、大量のアルゴンまたはクリプトン不純物が massive gas injection valve によって注入され、逃走電流プラトー相における逃走電流の消散が行われた。消散効率は注入不純物量の増加とともに増大する。注入不純物量が2×10²¹個を超えると、消散効率は飽和する。最大で28 MA s⁻¹の逃走電流消散率と15%のエネルギー消散率が達成された。解析により、消散効率の飽和は、総注入不純物量の増加に伴う不純物取り込み率の低下によって引き起こされることが示された。不純物取り込み率の低下は、短い消散相における不純物密度成長率の飽和によって引き起こされる可能性がある。簡単な評価により、逃走電流減衰相における内部インダクタンスの増加が逃走電流消散率の成長を遅らせることが示された。これらの結果は、ITERのディスラプション緩和にとって重要な意味を持つ可能性がある。