Accurate modelling of the thermal transport in the 'scrape-off-layer' (SOL) is of great importance for assessing the divertor exhaust power handling in future high-power tokamak devices. In conditions of low collisionality and/or steep temperature gradients that will be characteristic of such devices, classical local diffusive transport theory breaks down, and the thermal transport becomes nonlocal, depending on conditions in distant regions of the plasma. An advanced nonlocal thermal transport model is implemented into a 1D SOL code 'SD1D' to create 'SD1D-nonlocal', for the study of nonlocal transport in tokamak SOL plasmas. The code is applied to study typical ITER steady-state conditions, to assess the relevance of nonlocality for ITER operating scenarios. Results suggest that nonlocal effects will be present in the ITER SOL, with strong sensitivity in simulation outputs observed for small changes in upstream density conditions, and drastically different temperature profiles predicted using local/nonlocal transport models in some cases. Global flux limiters are shown to be inadequate to capture the spatially and temporally changing SOL conditions. Introducing impurity seeding, under conditions where detached divertor operation is achieved using the flux-limited Spitzer-Härm models used in standard SOL codes, simulations using the nonlocal thermal transport model under equivalent conditions were found to not reach detachment. An analysis of the connection between SOL collisionality and nonlocality suggests that nonlocal effects will be significant for future devices such as DEMO as well. The results motivate further work using nonlocal transport models to study disruption events and low collisionality regimes for ITER, to further improve accuracy of the nonlocal models employed in comparison to kinetic codes, and to identify more appropriate boundary conditions for a nonlocal SOL model.
SOL（スクレイプオフ層）における熱輸送の正確なモデリングは、将来の高パワートカマク装置におけるダイバータ排気熱処理の評価にとって極めて重要である。そのような装置の特徴となる低衝突性および/または急峻な温度勾配の条件下では、古典的な局所輸送理論は破綻し、熱輸送は非局所的となり、プラズマの遠方領域の条件に依存するようになる。先進的な非局所熱輸送モデルを1次元SOLコード「SD1D」に実装し、「SD1D-nonlocal」を構築して、トカマクSOLプラズマにおける非局所輸送の研究を行った。このコードをITERの定常状態条件に適用し、ITER運転シナリオにおける非局所性の重要性を評価した。結果は、ITERのSOLにおいて非局所効果が存在することを示唆しており、上流密度条件のわずかな変化に対してシミュレーション出力が強い感度を示し、場合によっては局所/非局所輸送モデルを用いた場合で温度分布が劇的に異なることが明らかになった。グローバルフラックスリミッターは、空間的・時間的に変化するSOL条件を捉えるには不十分であることが示された。標準的なSOLコードで使用されるフラックス制限付きSpitzer-Härmモデルを用いて非接触ダイバータ運転が達成される条件下で不純物入射を導入した場合、非局所熱輸送モデルを用いたシミュレーションでは非接触状態に到達しないことが判明した。SOLの衝突性と非局所性の関連性の分析は、DEMOのような将来の装置においても非局所効果が重要になることを示唆している。これらの結果は、非局所輸送モデルを用いた研究のさらなる発展を動機付けるものであり、ITERの低衝突性領域におけるディスラプション事象の研究、運動論的コードとの比較における非局所モデルの精度向上、および非局所SOLモデルのためのより適切な境界条件の特定が今後の課題として示される。