MAST-U has recently started operating with a Super-X divertor, designed to increase total flux expansion and neutral trapping, both predicted through simple analytic models and SOLPS calculations to reduce the plasma and impurity density detachment thresholds. In this study, utilising the SOLPS-ITER code, we are quantifying the possible gain allowed by the MAST-U Super-X and neutral baffling geometry, in terms of access to detachment. We show that a significant reduction of the upstream density detachment threshold (up to a factor 1.6) could be achieved in MAST-U, for the Super-X, as opposed to conventional divertor geometry, mainly through an increased total flux expansion, neutral trapping being found very similar between the different configurations. We also show that variations of the strike-point angle are complex to interpret in such a tightly baffled geometry, and that a case in which the target normal points more towards the separatrix does not necessarily imply a lower detachment threshold. As in previous calculations for TCV, we quantify the role of neutral effects through developing and applying a quantitative definition of neutral trapping.
MAST-Uは最近、Super-Xダイバータを備えて運転を開始しました。このダイバータは、フラックス拡大と中性粒子閉じ込めの両方を増大させるように設計されており、これらは単純な解析モデルとSOLPS計算の両方を通じて、プラズマ密度および不純物密度のデタッチメント閾値を低減すると予測されています。本研究では、SOLPS-ITERコードを用いて、MAST-UのSuper-Xおよび中性粒子バッフル幾何形状によって可能となる、デタッチメントへの到達という観点での利得を定量化しています。従来のダイバータ幾何形状と比較して、Super-Xでは主に全フラックス拡大の増大を通じて、上流密度のデタッチメント閾値の有意な低減（最大1.6倍）が達成され得ることを示します。一方、中性粒子閉じ込めは異なる幾何形状間で非常に類似していることが見出されました。また、このような強くバッフルされた幾何形状においては、ストライク点角度の変化の解釈は複雑であり、ターゲット法線がセパラトリックスにより強く向く場合が必ずしも低いデタッチメント閾値を意味するわけではないことを示します。TCVに対するこれまでの計算と同様に、中性粒子効果の定量的定義を開発・適用することにより、中性粒子効果の役割を定量化します。