The X-divertor (XD) geometry in NSTX-U is demonstrated, via SOLPS simulations, to perform better than the standard divertor (SD); in particular, it allows detachment at a lower upstream density and stabilizes the detachment front near the target, away from the main X-point. Consequently a stable detached operation becomes possible—the localization near the plate allows a vast reduction of heat fluxes without degrading the core plasma. Indeed, it is confirmed by our simulation that at similar states of detachment the XD outperforms the SD by reducing the heat fluxes to the target and maintaining higher upstream temperatures, resulting in scrape-off layers that are more favorable for advanced tokamak operation. These advantages are attributed to the unique geometric characteristics of XD—poloidal flaring near the target.
NSTX-UにおけるXダイバータ(XD)形状は、SOLPSシミュレーションにより、標準ダイバータ(SD)よりも優れた性能を示すことが実証された。特に、XDはより低い上流密度でデタッチメントを可能にし、デタッチメントフロントを主X点から離れたターゲット近傍に安定化させる。その結果、安定したデタッチメント運転が可能となる——プレート近傍への局在化により、コアプラズマを劣化させることなく熱流束を大幅に低減できる。実際、我々のシミュレーションにより、同様のデタッチメント状態において、XDはターゲットへの熱流束を低減し、より高い上流温度を維持することでSDよりも優れており、その結果、先進トカマク運転により有利なスクレイプオフ層が得られることが確認された。これらの利点は、XDの独特な幾何学的特性——ターゲット近傍のポロイダルフレアリング——に起因する。