Theoretical and computational investigations of boundary-plasma microturbulence which take into account important effects of the geometry of diverted tokamaks—in particular, the effect of X-point magnetic shear and the termination of field lines on divertor plates—are presented. We first generalize our previous 'heuristic boundary condition' which describes, in a lumped model, the closure of currents in the vicinity of the X-point region to encompass three current-closure mechanisms. We then use this boundary condition to derive the dispersion relation for low-beta flute-like modes in the divertor-leg region under the combined drives of curvature, sheath impedance and divertor tilt effects. The results indicate the possibility of strongly growing instabilities, driven by sheath boundary conditions, and localized in either the private or common flux region of the divertor leg depending on the radial tilt of divertor plates. We revisit the issue of X-point effects on blobs, examining the transition from blobs terminated by X-point shear to blobs that extend over both the main SOL and divertor legs. We find that, for a main-SOL blob, this transition occurs without a free-acceleration period as previously thought, with X-point termination conditions applying until the blob has expanded to reach the divertor plate. We also derive propagation speeds for divertor-leg blobs. Finally, we present fluid simulations of the C-Mod tokamak from the BOUT edge fluid turbulence code, which show main-SOL blob structures with similar spatial characteristics to those observed in the experiment, and also simulations which illustrate the possibility of fluctuations confined to divertor legs.
ダイバーテッド・トカマクの幾何学的効果——特にX点磁気シアとダイバータ板における磁力線の終端の効果——を考慮した、境界プラズマ微視的不安定性（マイクロタービュランス）の理論的および計算機的研究を提示する。まず、X点領域近傍における電流の閉鎖を集約モデルで記述した我々の以前の「ヒューリスティック境界条件」を一般化し、三つの電流閉鎖機構を包含させる。次に、この境界条件を用いて、曲率駆動、シースインピーダンス、およびダイバータ板の傾斜効果の複合駆動下におけるダイバータ脚領域の低ベータ・フルート状モードの分散関係を導出する。結果は、シース境界条件によって駆動され、ダイバータ脚のプライベート領域またはコモン磁束領域のいずれかに局在する、強い不安定性の可能性を示す。さらに、X点効果がブロブに及ぼす影響の問題を再検討し、X点シアによって終端されるブロブから、主SOLとダイバータ脚の両方に広がるブロブへの遷移を調べる。主SOLブロブについて、この遷移は従来考えられていたような自由加速期間を伴わずに起こり、X点終端条件がブロブが膨張してダイバータ板に到達するまで適用されることが分かる。また、ダイバータ脚ブロブの伝播速度も導出する。最後に、BOUT端部流体乱流コードを用いたC-Modトカマクの流体シミュレーションを提示し、実験で観測されたものと類似した空間構造を持つ主SOLブロブと、ダイバータ脚に閉じ込められた変動の可能性を示すシミュレーション結果を示す。