用于托卡马克中 pellet 注入的全脉冲模型：HPI2 模型改进与WEST中的验证
等离子体物理
2026-05-12 v1 计算物理
摘要
可靠的核密度建模与控制是反应堆相关磁约束聚变运营的关键任务，促使冷却 pellet注入成为主要的燃料喂养执行器，并迫使需要可预测的 pellet源模型用于集成建模。本文提出了HPI2代码的升级版，其中plasmoid释放空间步骤由ablation物理自一致确定，（可选缩放以权衡准确性与计算成本），从而消除粗略离散化参数，提高了在各种注入条件下的数值鲁棒性。该升级模型首先在独立模式下验证，通过将synthetic与测量的干涉仪线积分密度增量进行比较，获得约10%的平均误差。随后，我们在HFPS工作流程中将新的HPI2耦合（JINTRAC/IMAS），结合JETTO与SANCO进行杂质/辐射演化，以及TGLF-SAT2进行湍流输运。耦合仿真再现了pellet注入后主要的密度升高与松弛，以及相关的电子温度瞬态，同时考虑了WEST中tungsten辐射的强大影响，支持HPI2作为集成建模框架中可预测的pellet粒子源的一致性。最终，这一验证研究支持在更大装置（如ITER）中使用pellet建模工具进行集成建模研究。
引用
@article{arxiv.2605.10465,
title = {Integrated full pulse modeling for pellet injection in tokamaks: HPI2 model improvement and validation in WEST},
author = {A. Panera Alvarez and F. Koechl and J. Artaud and E. Geulin and B. Pégourié and E. Vergnaud and C. Bourdelle and S. Wiesen and the WEST Team},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.10465},
year = {2026}
}