Coupling a high-performance burning plasma core to a detached boundary solution is critical for realizing magnetic confinement fusion power. Predictive simulations of the edge and scrape-off layer are therefore essential and must self-consistently account for turbulence and the interplay between the plasma, neutral gas, and impurities. We present results on controlled full detachment in ASDEX Upgrade with an X-point radiator (XPR), obtained with the edge turbulence code GRILLIX. Assuming a fixed nitrogen concentration (in terms of the electron density) in coronal equilibrium, two simulations are discussed: they exhibit dense nitrogen radiation fronts, located 5 and above the X-point, accounting for 80% of the input heating power. In validations against density, temperature, and bolometry measurements, the simulations show good agreement and reproduce the detached divertor conditions observed in the experiment. Neutral gas is critical for achieving detachment and modulating the height of the XPR front, in agreement with previous SOLPS-ITER transport modeling and analytical power balance studies. In addition, the front structure is highly dynamic due to turbulence, consisting of ionizing and radiative mantles surrounding intermittent cold spots of recombining plasma. Near the detachment front, density and temperature fluctuation amplitudes exceed the background by more than 400%, compared to 40% in an attached reference case. The radial electric field shifts inward, poloidal symmetry of the electrostatic potential is broken (inducing strong radial flows around the XPR), and radial particle and heat transport into the low-field side scrape-off layer increases. These effects may explain the ELM suppression observed in the H-mode XPR regime.
高性能燃焼プラズマコアと非接触境界解を結合することは、磁気閉じ込め核融合発電の実現に不可欠である。したがって、周辺およびスクレイプオフ層の予測シミュレーションは必須であり、乱流、ならびにプラズマ、中性ガス、および不純物間の相互作用を自己無撞着に考慮しなければならない。我々は、周辺乱流コードGRILLIXを用いて得られた、Xポイントラジエータ（XPR）を備えたASDEX Upgradeにおける制御された完全非接触の結果を提示する。コロナ平衡における固定窒素濃度（電子密度に関して）を仮定して、2つのシミュレーションを議論する。それらは、Xポイントの上方5および に位置し、入力加熱電力の80%を占める高密度窒素放射フロントを示す。密度、温度、およびボロメトリ測定に対する検証において、シミュレーションは良い一致を示し、実験で観測された非接触ダイバータ条件を再現する。中性ガスは、非接触の達成とXPRフロントの高さの変調に重要であり、これは以前のSOLPS-ITER輸送モデリングおよび解析的パワーバランス研究と一致する。さらに、フロント構造は乱流により非常に動的であり、再結合プラズマの間欠的な低温スポットを囲む電離および放射マントルからなる。非接触フロント近傍では、密度および温度の変動振幅は背景を400%以上超える一方、付着参照ケースでは40%である。径方向電場は内側へシフトし、静電ポテンシャルのポロイダル対称性が破れ（XPR周辺に強い径方向流を誘起する）、低磁場側スクレイプオフ層への径方向粒子および熱輸送が増加する。これらの効果は、HモードXPR領域で観測されたELM抑制を説明する可能性がある。