ITER cold VDEs in the limit of a perfectly conducting first wall
最近的研究表明，即使ITER的壁是理想导体，由于电流失超，也会发生垂直位移事件（VDE）[A. H. Boozer，Physics of Plasmas 26 114501（2019）]。我们使用扩展的MHD代码M3 D-C1与ITER一样的平衡，并诱导电流淬火，以探索冷VDE的限制，完美的导电壁，使用不同的壁的几何形状。在特定的情况下，矩形壁的侧壁远离等离子体，我们得到了很好的协议与布泽尔开发的分析模型，认为顶部/底部平板壁。我们表明，解决方案中，等离子体停留在初始平衡位置时，使侧壁更接近等离子体得到改善。当使用ITER第一壁时，在理想导体的极限下，等离子体稳定地保持在初始平衡位置，远远超过平板壁极限所预测的值。另一方面，当考虑到ITER真空容器的内壳作为理想导体的极限时，等离子体在电流猝灭期间发生位移，但与平板壁极限相比，边缘安全系数在电流衰减中保持在$2$以上的时间更长。在所有的模拟情况下，垂直位移被发现是强烈依赖于等离子体电流，在一个类似的发现在平板壁的限制，显示了一个重要的区别与通常的VDE中，电流淬火是不是一个必要条件。
2020-11-11 physics.plasm-ph
Axisymmetric predictions for mitigated and vertically unstable disruptions in ITER with runaway electrons
本文通过二维全局模拟研究了 ITER 中存在逃逸电子的缓解型与垂直不稳定破裂，探讨了热猝灭、材料注入和杂质冲刷等效应的影响，为逃逸电子缓解策略提供了重要见解。
2024-06-14 physics.plasm-ph
Feedforward and feedback control of locked mode phase and rotation in DIII-D with application to modulated ECCD experiments
在DIII-D托卡马克中，通过施加n=1的磁扰动来控制环形模数n=1的锁定磁岛的环形相位和旋转。在前馈中应用先发制人的扰动，以在模式减慢时“捕获”模式，并在完全锁定之前将其夹带到旋转场，从而避免相关的主要限制退化。此外，扰动的相位第一次被实时优化，在磁测量的反馈中，以使模式的相位作为时间的函数与规定的相位紧密匹配。实验结果证实，能够保持在一个给定的固定相位模式或旋转它在高达20 Hz的良好的均匀性。实验中使用的控制线圈电流与机电模型估计的要求一致。此外，20 Hz的受控旋转与以相同频率调制的电子回旋电流驱动（ECCD）相结合。这比在具有自发模式旋转的反馈中调节ECCD调制更简单，并且使得能够在岛O点、X点和其间的位置处或附近进行重复的、可再现的ECCD沉积，以仔细研究这如何影响岛稳定性。电流驱动器被发现是径向错位相对于岛，由此产生的增长和收缩的岛屿匹配预期的修正卢瑟福方程的一些放电在这里。最后，模拟预测ITER 3D线圈可以在低于10 Hz的频率下携带一个小岛。
2018-01-15 physics.plasm-ph
ITER-IA 3D MHD Simulations of Shattered Pellet Injection(SPI) -- D1.3 Code Validation (DIII-D)
本文针对 ITER-IA 破碎弹丸注入（SPI）缓解的热猝灭阶段，使用 NIMROD 代码对 DIII-D 160606@02990ms 等离子体进行了 3D MHD 模拟，并完成了 D1.3 代码验证。
2023-10-19 physics.plasm-ph
Runaway Electron Dynamics in ITER Disruptions with Shattered Pellet Injections
该研究利用 DREAM 系统模拟 ITER 碎丸注入破裂缓解，发现错峰两级注入可改善同化并抑制热尾逃逸电子，但无法使 15 MA DT 等离子体达到可接受电流。
2024-01-25 physics.plasm-ph
The hot-tail runaway seed landscape during the thermal quench in tokamaks
在等离子体终止中断中，由快速冷却产生的热尾所产生的逃逸电子布居是下一个步骤托卡马克装置（如ITER）的一个严重问题。在这里，我们提出了一个全面的治疗的热淬火，包括超热电子动力学，热量和粒子的传输，原子物理学，和径向损失由于磁扰动：过程是密切相关的和必不可少的评估失控的种子中断减轻材料注入。我们确定的限制注入的杂质密度和磁扰动水平的失控种子电流是可以接受的，而没有过多的热能通过粒子的影响损失到壁。一致的建模的产生和损失表明，失控的光束往往形成的等离子体的边缘附近，在那里他们可以通过外部扰动deconfined。
2021-06-03 physics.plasm-ph
Aligning Thermal and Current Quenches with a High Density Low-Z Injection
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本研究通过PIXIE3D代码的3D MHD模拟，探讨利用高密度低Z注入减缓托卡马克热淬灭速率，使其与电流淬灭时间尺度对齐，以避免高Z杂质注入导致的失控电流转换问题。
2025-09-05 physics.plasm-ph
Alpha particle driven Alfvénic instabilities in ITER post-disruption plasmas
聚变产生的α粒子在ITER破坏模拟研究作为一个可能的驱动器Alfvénic不稳定性。这些波驱逐失控的电子（RE）种子粒子的能力进行了探索，在追求一个被动的，固有的RE缓解方案。使用耦合到流体破裂模拟的线性化Fokker-Planck求解器CODION计算破裂过程中α粒子分布的时空演变。这些模拟是在热淬火期间没有α粒子传输的限制下进行的，这可以被视为最悲观的情况，其中也没有RE种子传输。在这些假设下，所产生的α粒子群的径向各向异性提供自由能，以在破裂的淬灭阶段驱动Alfvénic模式。我们使用线性gyrokinetic磁流体动力学代码LIGKA计算的Alfvén谱，发现平衡是能够维持广泛的模式。利用波粒相互作用工具HAGIS计算了模式振幅和α分布的自洽演化。中间模式数（$n=7-15,~22-26$）环形Alfvén本征模（TAE）显示饱和的幅度高达$δB /B \approx 0.1$ \%的空间制度的RE种子形成的关键。我们发现，模式振幅预测是足够大，允许显着的径向运输的逃逸电子的可能性。
2021-04-16 physics.plasm-ph
Runaway electron generation in ITER mitigated disruptions with improved physics models
CEA, IRFM（法国原子能和替代能源委员会，聚变研究设施）；KTH（皇家理工学院）
通过改进的物理模型，在ITER中利用碎屑注入缓解失稳，研究失控电子生成的抑制方法及影响因素。
2026-02-25 physics.plasm-ph
The impact of fusion-born alpha particles on runaway electron dynamics in ITER disruptions
本文通过动理学模拟研究ITER破裂中聚变α粒子驱动的环向阿尔芬本征模对逃逸电子的影响，发现TAE可显著增强芯部逃逸电子输运并增大平台电流，而大量材料注入可抑制该模式。
2023-03-16 physics.plasm-ph
Modeling of carbon pellets disruption mitigation in an NSTX-U plasma
使用M3 D-C1在NSTX-U类等离子体中进行单碳颗粒破坏缓解模拟，以支持电磁颗粒注入概念（EPI）。碳烧蚀模型已在M3 D-C1中实现，并使用可用数据进行了测试。为了估计淬灭等离子体所需的碳量，进行了2D模拟，发现如果完全烧蚀，则$1\,$ mm半径的玻璃质碳丸粒中的含量（~ 3.2x10E20个原子）将是足够的。进行了3D模拟，扫描了颗粒速度和平行热导率，以及不同的注射方向和颗粒概念（固体颗粒和壳颗粒）。的热淬火和其他相关的量，这些参数的灵敏度进行了评估。半径为1 mm的固体颗粒在300 m/s或更高的速度下仅部分烧蚀，因此不能完全淬灭等离子体。为了进一步增强烧蚀，还探索了近似于弹丸阵列和壳弹丸概念。3D场线随机化在淬灭等离子体中心和热通量损失方面都起着重要作用，因此与2D情况相比，降低了减轻等离子体所需的碳量。这项研究是NSTX-U和ITER等其他设备中缓解中断的“预测优先”模拟向前迈出的重要一步。
2021-06-28 physics.plasm-ph
Runaway dynamics in the DT phase of ITER operations in the presence of massive material injection
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
研究大规模注入氘-惰性气体混合物对等离子体失控生成、电场电阻扩散及温度演变的影响，发现除非电流淬灭时间过长，否则会产生显著的失控电流。
2020-07-13 physics.plasm-ph
Self-consistent modeling of runaway electron generation in massive gas injection scenarios in ASDEX Upgrade
我们提出了第一个成功的模拟诱导中断ASDEX升级从大量的材料注入（MMI）建立逃逸电子（RE）束，从而涵盖了预热淬火，热淬火和电流淬火（CQ）的放电。对于未来的强流聚变装置，如ITER，通过MMI成功抑制RE对于确保容器的结构完整性至关重要。为了计算研究MMI，背景等离子体响应和RE生成之间的相互作用，开发了一个基于1.5D传输代码耦合ASTRA-STRAHL的工具包。电子逃逸描述的国家的最先进的减少动力学模型中存在的部分电离杂质。应用于ASDEX升级放电#33108的氩MMI，实验测量的关键等离子体参数，如线平均电子密度的时间演变，等离子体电流衰减率和后CQ RE电流，很好地再现了模拟。杂质离子通过新经典过程和$q = 2$有理面内规定的附加效应的联合作用被输送到中心等离子体中，以解释实验时间尺度。因此，通过强杂质辐射诱导热崩溃，产生大量的RE人口实验观察。
2020-03-02 physics.plasm-ph
Simulation of Shattered Pellet Injections with Plasmoid Drifts in ASDEX Upgrade and ITER
本文在 DREAM 中实现烧蚀云漂移半解析模型，验证其对 ASDEX Upgrade SPI 实验的再现能力，并预测 ITER 错时 SPI 破裂缓解中漂移对同化率和 RE 电流的影响。
2025-06-15 physics.plasm-ph
First global gyrokinetic profile predictions of ITER burning plasma
Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；CNRS AixMarseille Univ PIIM UMR7345（法国国家科学研究中心艾克斯-马赛大学PIIM联合研究实验室）
首次用GENE-Tango对15 MA ITER基准情景进行全局回旋动理学模拟，预测聚变增益Q=12.2，发现电磁模式主导芯部输运，安全因子分布对约束至关重要，带状流最终淬灭电子温度梯度湍流。
2025-11-05 physics.plasm-ph
First numerical analysis of runaway electron generation in tungsten-rich plasmas towards ITER
本文扩展了 disruption 模拟代码以研究富钨等离子体中的逃逸电子（RE）产生，发现高钨浓度可致极高 RE 电流，热尾机制占主导，为 ITER 缓解技术奠定基础。
2024-04-23 physics.plasm-ph
Models of Tokamak Disruptions
本文通过收缩电流平衡态的线性与非线性模拟研究RWTM导致的托卡马克破裂，发现$q_a=3$临界转变及理想壁可显著减轻破裂。
2023-08-15 physics.plasm-ph
Eliminating Tokamak Disruptions with Feedback
本文通过分析DIII-D数据识别出电阻壁撕裂模导致破裂的两个判据，提出利用主动反馈和拉长率控制来稳定高β模式，并指出ITER可用RMP线圈预防破裂。
2025-09-10 physics.plasm-ph
Plasmoid drift and first wall heat deposition during ITER H-mode dual-SPIs in JOREK simulations
本文利用 JOREK 模拟 ITER H 模式双 SPI 破裂缓解，揭示低氖比例下等离子体团漂移降低缓解效率，并量化第一壁热沉积能量冲击，表明良好同步可显著降低壁面损伤风险。
2024-06-07 physics.plasm-ph
MST Resistive Wall Tearing Mode Simulations
本文通过模拟研究 MST 装置中的电阻壁撕裂模和电阻壁模不稳定性，预测其可导致破裂但热猝灭时间远长于实验脉冲时间，并揭示了 RWTM 向 RWM 的平滑转变条件。
2023-02-23 physics.plasm-ph
Identification and Characterization of a New Disruption Regime in ADITYA-U Tokamak
本文在 ADITYA-U 托卡马克上识别并表征了一种由 m/n=2/1 漂移撕裂模主导、具有两阶段演化特征的新型破裂机制，并给出了区分传统锁模破裂的经验阈值。
2025-07-23 physics.plasm-ph
Resistive Wall Tearing Mode Disruptions
本文研究电阻壁撕裂模 disruptions，指出高导电壁和主动反馈可缓解此类 disruptions，并通过模拟表明典型托卡马克 disruptions 可能本质上是 RWTM。
2024-01-13 physics.plasm-ph
Quantitative 3D non-linear simulations of shattered pellet injection in ASDEX Upgrade using JOREK
Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Beihang University（北京航空航天大学）；ITER Organization（国际热核聚变实验堆组织）；Institute of Plasma Physics of the CAS（捷克科学院等离子体物理研究所）；CEA/IRFM（法国原子能和替代能源委员会/核聚变研究集成设施）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
利用JOREK对ASDEX升级装置碎屑注入进行定量三维非线性模拟，以优化参数并验证模型预测。
2026-02-13 physics.plasm-ph
