Simplified mass ablation and relocation treatment for pellet injection optimization

ペレット入射最適化のためのペレット固体の溶発と輸送に関する簡素モデル

Polevoi, A. R.*; 嶋田 道也

Polevoi, A. R.*; Shimada, Michiya

ペレット入射後、ペレットが溶解・蒸発・イオン化して発生する低温高密度流体の輸送解析には、本来三次元の磁気流体の輸送方程式を解く必要があるが、これは大規模な計算であるため、実験との比較やペレットのパラメータの最適化には不適である。今回簡略化したペレットの溶発と輸送のモデルをプラズマ輸送コードASTRAに組み込んで、ASDEX-U及びDIII-Dの実験結果と良い一致を得た。この計算手法は実験結果の解析及びペレットの最適化に有効と考えられる。ITERのパラメータを用いた計算では、高磁場側からの入射によって、0.5km/s以下の入射速度においても半径の60-70%までの燃料補給が可能であるという結果を得た。

A simplified mass ablation and relocation treatment of high field side/low field side pellet injection is proposed. It includes a model of pellet ablation, parallel flow model for the attached ablation channel and a simplified magnetohydrodynamic (MHD) pellet displacement model. This treatment reveals satisfactory agreement with the present day experiments on ASDEX-U and DIII-D tokamaks. The model provides the optimisation directions for deep plasma fuelling in experiments. Calculation with ITER parameters suggests that deep penetration up to ~ 60-70% of minor radius is possible at modest velocity <0.5 km/s with high field side injection.