Detachment of the divertor plasma during application of resonant magnetic perturbation (RMP) fields is evaluated for hydrogen H-mode plasma during the first pre-fusion power operation (PFPO-1) phase in ITER by 3D plasma boundary modelling with EMC3–EIRENE. Plasma response effects from a linearized, resistive, single fluid MHD model are discussed, which includes partial screening of the externally applied field—but also field amplification near the separatrix. This field amplification is found to play a pivotal role for the magnetic footprint on the divertor targets, but is sensitive to model parameters. Extensions of the footprint beyond the straight portions of the ITER vertical divertor targets, optimized for high stationary heat flux handling, may be possible depending on the level of toroidal rotation in the plasma. Exhaust from the bulk plasma is guided by the helical corrugations (lobes) of the perturbed separatrix, and this results in an upstream heat flux that is distributed over these lobes with lower peak values than in the typical radial heat flux profiles seen in the absence of magnetic perturbations. As a consequence, an earlier onset (with respect to the upstream density) of detachment is found in the traditional strike zone when RMPs are applied, but secondary, non-axisymmetric strike locations appear—and those remain attached at temperatures above 10 eV. Neon seeding can mitigate these non-axisymmetric heat loads, but this becomes less efficient for large magnetic footprints.
ダイバータプラズマのディタッチメントは、ITERの最初の核融合出力前運転（PFPO-1）段階における水素Hモードプラズマに対して、EMC3-EIRENEを用いた3次元プラズマ境界モデリングにより評価される。線形化された抵抗性単流体MHDモデルからのプラズマ応答効果が議論され、これには外部印加場の部分的な遮蔽が含まれるが、セパラトリックス近傍での場の増幅も含まれる。この場の増幅は、ダイバータターゲット上の磁気フットプリントにとって極めて重要な役割を果たすことが見出されるが、モデルパラメータに敏感である。高い定常熱流束処理用に最適化されたITER垂直ダイバータの直線部を超えたフットプリントの拡張は、プラズマのトロイダル回転のレベルに依存して可能となる場合がある。バルクプラズマからの排気は、摂動を受けたセパラトリックスの螺旋状の起伏（ローブ）によって導かれ、その結果、上流の熱流束はこれらのローブ上に分布し、磁気摂動がない場合に見られる典型的な径方向熱流束プロファイルと比較して、ピーク値が低くなる。結果として、RMP印加時には従来のストライクゾーンにおいて、上流密度に関してディタッチメントの開始が早まるが、非軸対称な二次ストライク位置が出現し、それらは10 eV以上の温度でアタッチした状態を維持する。ネオンシーディングはこれらの非軸対称熱負荷を緩和できるが、磁気フットプリントが大きい場合にはその効率は低下する。