Pellet Rocket Effect in Magnetic Confinement Fusion Plasmas
Artikel i vetenskaplig tidskrift, 2025
Pellets of frozen material traveling into a magnetically confined fusion plasma are accelerated by the so-called pellet rocket effect. The nonuniform plasma heats the pellet ablation cloud asymmetrically, producing pressure-driven, rocketlike propulsion of the pellet. We present a semianalytical model of this process by perturbing a spherically symmetric ablation model. Predicted pellet accelerations match experimental estimates in current tokamaks (∼105 m/s2). Projections for ITER high-confinement scenarios (∼106 m/s2) indicate significantly shorter pellet penetration than expected without this effect, which could limit the effectiveness of disruption mitigation.
Författare
Nico Guth
Max-Planck-Gesellschaft
Chalmers, Fysik, Subatomär, högenergi- och plasmafysik
Oskar Vallhagen
Chalmers, Fysik, Subatomär, högenergi- och plasmafysik
Per Helander
Max-Planck-Gesellschaft
Istvan Pusztai
Chalmers, Fysik, Subatomär, högenergi- och plasmafysik
Sarah Newton
United Kingdom Atomic Energy Authority
Chalmers, Fysik, Subatomär, högenergi- och plasmafysik
Tünde-Maria Fülöp
University of Oxford
Merton College
Chalmers, Fysik, Subatomär, högenergi- och plasmafysik
Physical Review Letters
0031-9007 (ISSN) 1079-7114 (eISSN)
Vol. 134 3 035101Ämneskategorier (SSIF 2025)
Fusion, plasma och rymdfysik
DOI
10.1103/PhysRevLett.134.035101
PubMed
39927946