The ELMs in H-mode plasmas manifest themselves as short bursts of increased edge transport, which expel energy and particles, including impurities from the plasma edge to the SOL and further towards target plates and limiters (Zohm H 1996 Plasma Phys. Control. Fusion38 1213, Loarte A et al2003 Plasma Phys. Control. Fusion45 1549). ELMs are considered beneficial events with respect to impurities since they can prevent impurities from accumulating in the plasma core. JET has recently performed an experiment in which a controlled influx of noble gas impurities was successfully used in order to reduce the amplitude and frequency of type-I ELMs. An interesting correlation between the level of the main gas puffing and the radial redistribution of impurities has been found in this experiment: it was shown that impurities are contained near the separatrix in discharges with a relatively strong level of main gas puffing. Reduction of the puffing below a certain level leads to impurity accumulation in the core followed by thermal collapse. This paper describes the results of predictive modelling of impurity seeding experiments on JET using a coupling of the 1.5D core transport code JETTO (for the main ions) and 1D transport code SANCO (for impurities). Two sets of boundary conditions for the density and temperatures, which correspond to two different deuterium gas puffing rates, were used in the modelling. An explanation for the experimentally observed phenomenon is presented.
HモードプラズマにおけるELMは、周辺輸送の増大を伴う短いバーストとして現れ、エネルギーと粒子、および不純物をプラズマ周辺部からSOLへ、さらにターゲット板やリミッターへと排出する(Zohm H 1996 Plasma Phys. Control. Fusion38 1213、Loarte Aら2003 Plasma Phys. Control. Fusion45 1549)。ELMは、不純物がプラズマコアに蓄積するのを防ぐことができるため、不純物に関して有益な事象であると考えられている。JETでは最近、貴ガス不純物の制御された流入を用いて、タイプI ELMの振幅と周波数を低減させる実験が行われた。この実験では、主ガス入射量と不純物の径方向再分布の間に興味深い相関関係が見出された。すなわち、主ガス入射量が比較的多い放電では、不純物がセパラトリクス近傍に閉じ込められることが示された。入射量をあるレベル以下に減らすと、コアへの不純物蓄積が生じ、熱崩壊に至る。本論文では、1.5次元コア輸送コードJETTO(主イオン用)と1次元輸送コードSANCO(不純物用)を結合した、JETにおける不純物シーディング実験の予測的モデリングの結果について述べる。モデリングでは、2つの異なる重水素ガス入射量に対応する、密度と温度の2組の境界条件を用いた。実験で観測された現象に対する説明が提示される。