Impurity radiation plays an essential role in mitigating heat loads onto divertor targets in future fusion reactors. The impurity transport and radiation distribution can be dramatically affected by the direction of the toroidal magnetic field due to its influence on plasma drifts. A recent experiment on ASDEX Upgrade Chen et al (2024 Nucl. Fusion64 126001) reveals the enhanced impurity retention in the divertor due to the formation of the X-point potential well in the private flux region (PFR) under unfavorable , which indicates the potential in improving the performance of radiative divertor. Considering both requirements of the low effective ion charge number in core plasma and high radiation fraction for the future fusion reactor, in this work the influence of the direction on the impurity radiation efficiency (defined as , where is the poloidally averaged at the core-edge interface (CEI)) is investigated using SOLPS-ITER simulations based on a typical EAST upper single-null configuration with neon (Ne) seeding. A systematic parameter scan is performed by varying the Ne puffing rate ( from the outer divertor) as well as the particle and heat fluxes across the CEI under both favorable and unfavorable directions. It is found that, within the range of the parameter scan, the radiation efficiency is generally improved under unfavorable due to the formation of a potential well near the X-point in the PFR, which implies the feasibility of improving the radiative divertor performance under unfavorable . The effect of the potential well on the impurity transport includes: (1) reversing the electric drift in the near-scrape-off layer region of the outer divertor and leading to a vortex of the impurity flow along the separatrix in the inner divertor, both of which enhance the impurity retention in the divertor region; (2) creating a fast-in and fast-out channel through the core region near the X-point, which leads to being insensitive to upstream parameters. It should be noted that the scan of is restricted due to the collapse of the simulation cases under unfavorable when the radiation front moves upstream of the X-point. Further exploring the influence of direction under higher radiation fraction is required in the future work, which should be conducted by dedicated simulations with higher .
不純物放射は、将来の核融合炉におけるダイバータターゲットへの熱負荷を低減する上で本質的な役割を果たす。不純物輸送と放射分布は、プラズマドリフトへの影響を通じて、トロイダル磁場の向き によって大きく影響され得る。ASDEX Upgradeでの最近の実験 Chen et al (2024 Nucl. Fusion64 126001) では、非好ましい の下で、私的磁束領域（PFR）におけるX点ポテンシャル井戸の形成によるダイバータ内の不純物閉じ込めの強化が明らかにされており、放射ダイバータの性能向上の可能性を示している。将来の核融合炉におけるコアプラズマ中の低い実効電荷数 と高い放射割合 の両方の要件を考慮して、本研究では、不純物放射効率（ と定義され、ここで はコア-エッジ界面（CEI）におけるポロイダル平均された である）に対する 方向の影響を、ネオン（Ne）シードを用いた典型的なEAST上部シングルヌル配位に基づくSOLPS-ITERシミュレーションを用いて調査した。系統的なパラメータスキャンは、好ましい 方向と非好ましい 方向の両方の下で、Neの入射率（外部ダイバータからの ）ならびにCEIを横切る粒子束および熱流束を変化させることによって実行された。パラメータスキャンの範囲内では、PFR内のX点近傍でのポテンシャル井戸の形成により、非好ましい の下で放射効率が概ね向上することが見出された。これは、非好ましい の下での放射ダイバータ性能向上の実現可能性を示唆する。ポテンシャル井戸が不純物輸送に及ぼす影響には、(1) 外側ダイバータのスクレイプオフ層近傍領域における電気ドリフトを反転させ、内側ダイバータのセパラトリックスに沿って不純物流の渦を引き起こし、その両方がダイバータ領域での不純物閉じ込めを強化すること、(2) X点近傍のコア領域を通る高速流入・高速流出チャネルを形成し、その結果 が上流パラメータに鈍感になること、が含まれる。非好ましい の下で、放射フロントがX点より上流に移動するとシミュレーションケースが崩壊するため、 のスキャンは制限されることに留意すべきである。より高い放射割合での 方向の影響をさらに調査することは今後の課題であり、より高い を用いた専用シミュレーションによって実施されるべきである。