The impurity screening response of the high-field side (HFS) scrape-off layer (SOL) to localized nitrogen injection is investigated on Alcator C-Mod for magnetic equilibria spanning lower-single-null, double-null and upper-single-null configurations under otherwise identical plasma conditions. L-mode, EDA H-mode and I-mode discharges are investigated. HFS impurity screening is found to depend on magnetic flux balance and the direction of B × B relative to the most active divertor. Impurity 'plume' emission patterns indicate that both parallel and perpendicular (E × B) flows in the SOL contribute to the 'flushing' of impurities towards the active divertor, thereby affecting the overall impurity screening behavior. Despite the fact that the HFS SOL is extremely narrow in near-double-null configurations, this SOL is able to screen locally injected nitrogen at least as effectively as the low-field side (LFS) SOL—up to a factor of 10 more effective, depending on specific plasma conditions and whether the magnetic geometry produces parallel flows that work with or against E × B flows. For situations in which the E × B drift of the impurity ions opposes parallel flow toward the primary divertor, HFS impurity screening is found to be least effective. When E × B drifts assist parallel flow toward the primary divertor, HFS impurity screening is found to be very effective. These data support the idea of placing RF actuators and close-fitting wall components on the HFS of the tokamak. With this configuration, near-double-null magnetic topologies may be used for active control of plasma parameters at the antenna/plasma interface for optimal RF coupling, mitigate the generation of local impurities from plasma–material interactions and, taking advantage of favorable plasma flows and good screening properties of the HFS SOL, further minimize the impact of wall-born impurity sources on the plasma core.
Alcator C-Modにおいて、下部単一零次、二重零次、上部単一零次の磁気平衡にわたる、他の条件は同一のプラズマ条件下で、高磁場側（HFS）スクレイプオフ層（SOL）における局所窒素入射に対する不純物スクリーニング応答を調査した。Lモード、EDA Hモード、Iモード放電を調査した。HFS不純物スクリーニングは、磁束バランスと、最も活性なダイバータに対するB×Bの方向に依存することが見出された。不純物「プルーム」発光パターンは、SOLにおける平行方向および垂直方向（E×B）の流れの両方が、活性ダイバータに向かう不純物の「フラッシング」に寄与し、それにより全体的な不純物スクリーニング挙動に影響を与えることを示している。ニア二重零次配位ではHFS SOLが極めて狭いにもかかわらず、このSOLは局所注入された窒素を、低磁場側（LFS）SOLと少なくとも同程度に効果的にスクリーニングできる——特定のプラズマ条件と、磁気幾何形状がE×B流と平行方向の流れを協調させるか対抗させるかに応じて、最大10倍効果的である。E×Bドリフトが一次ダイバータへの平行方向の流れに逆らう状況では、HFS不純物スクリーニングは最も効果が低いことが見出された。E×Bドリフトが一次ダイバータへの平行方向の流れを助ける場合、HFS不純物スクリーニングは非常に効果的であることが見出された。これらのデータは、トカマクのHFSにRFアクチュエータと密着型壁コンポーネントを配置する考えを支持するものである。この配位により、ニア二重零次磁気トポロジーを、アンテナ/プラズマ界面での最適なRF結合のためのプラズマパラメータの能動制御に利用でき、プラズマ-材料相互作用からの局所不純物の生成を緩和でき、さらに、HFS SOLの好ましいプラズマ流と優れたスクリーニング特性を活用して、壁由来の不純物源がプラズマコアに与える影響を最小化できる。