JOREK模拟中ITER H模双SPI期间的等离子体团漂移与第一壁热沉积
等离子体物理
2024-06-10 v1
摘要
在JOREK模拟中，破碎弹丸注入（SPI）在热猝灭（TQ）期间的热流缓解是ITER缓解破裂策略的主要要素之一。其效率很大程度上取决于SPI和目标等离子体，并最终通过等离子体面向组件（PFC）上的热沉积来检验。为此，我们使用JOREK对混合氖的双SPI注入ITER基线H模和“退化H模”（有无良好注入器同步）进行了模拟，重点关注第一壁热流及其能量影响。研究发现，低氖比例的SPI注入基线H模等离子体时，随着碎片到达台基，会出现强烈的径向等离子体团漂移，并伴随边缘随机性。这导致显著的密度排出和出射热流，降低了缓解效率。这种漂移运动可以通过注入更高氖比例的弹丸或考虑破裂前约束退化来缓解，从而提高辐射份额。在注入早期，辐射热流在碎片注入位置附近达到峰值，随后由于平行杂质输运而松弛。通过良好的同步可以显著缓解整体辐射不对称性。对局部热流进行时间积分以提供其能量影响，用于壁热损伤评估。对于全弹丸注入的基线H模情况，注入端口附近的不锈钢诊断端口可能发生熔化，但这是可接受的，第一壁钨瓦没有熔化。对于四分之一弹丸SPI的退化H模情况（其总体积为全弹丸的1/4），非同步SPI的最大能量影响接近不锈钢的耐受极限，而完全同步的SPI则远低于该极限。
引用
@article{arxiv.2406.04620,
title = {Plasmoid drift and first wall heat deposition during ITER H-mode dual-SPIs in JOREK simulations},
author = {D. Hu and F. J. Artola and E. Nardon and M. Lehnen and M. Kong and D. Bonfiglio and M. Hoelzl and G. T. A. Huijsmans and JOREK Team},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.04620},
year = {2024}
}