Dispersive shell pellet (DSP) injection is modeled with the extended-MHD code NIMROD for interpretive insight into the results of recent DIII-D DSP experiments and to explore the dynamics of an inside-out thermal quench for disruption mitigation in tokamaks. Simulations of the pre-thermal quench (TQ) phase indicate that the upper bound for the quantity of ablated carbon shell material that will not perturb the flux surfaces is in the ballpark of, but somewhat below the experimental quantity. Even below this quantity, sufficient electrons are added to the plasma by the shell material to produce significant dilution cooling before the TQ is triggered. Simulations carried through the end of the TQ have very large amplitude MHD fluctuations (δB/B > 10−2) at the time of the plasma current spike associated with current profile redistribution. After the plasma current spike, which is of comparable amplitude to that measured in DIII-D experiments, none of the runaway electron test-particles whose orbits are tracked throughout the simulation remain confined.
分散シェルペレット(DSP)注入は、最近のDIII-D DSP実験結果への解釈的洞察と、トカマクにおけるディスラプション緩和のための内側から外側への熱クエンチのダイナミクスを探求するために、拡張MHDコードNIMRODを用いてモデル化される。熱クエンチ前(TQ)段階のシミュレーションは、磁束面を摂動させないアブレーションされた炭素シェル材料の量の上限が、実験値のおよそ同程度であるが、やや下回る範囲にあることを示している。この量を下回っていても、シェル材料によってプラズマに十分な電子が追加され、TQが引き起こされる前に有意な希釈冷却を生じる。TQの終わりまで実行されたシミュレーションでは、電流分布の再配分に伴うプラズマ電流スパイクの時点で、非常に大きな振幅のMHD変動(δB/B > 10−2)が見られる。DIII-D実験で測定されたものと同等の振幅を持つプラズマ電流スパイクの後、シミュレーション全体を通じて軌道が追跡された逃走電子テスト粒子のいずれも閉じ込められたままではない。