A first set of divertor gas baffles has recently been installed in the TCV tokamak. In order to explore the physics determining the benefits and limitations of divertor baffling and to guide the design of a possible second generation of baffles, the effect of baffle closure is investigated using the 2D transport code SolEdge2D-EIRENE with realistic wall geometries. The baffle extension is scanned, first imposing the same upstream conditions as in previous SOLPS-ITER studies, then extending the parameter space to access detached plasma conditions. In attached plasma cases, divertor neutral compression is maximised by a Low-Field Side baffle length with an opening between the separatrix and the baffle tip of approximately 5 λq, resulting in an increase in neutral compression by a factor 4 with respect to the unbaffled case. In detached cases this ratio can be improved by up to a factor 25 using higher baffle closures. This difference in behaviour between attached and detached conditions is explained by a model based on the ionisation mean free path of neutral particles recycled from the target. In some conditions, the optimal baffle extension in terms of neutral compression is found to be subject to high levels of intercepted upstream heat flux, which results in a peak heat flux on the baffles comparable to the one impinging on the outer target. The individual roles of the High-Field Side and Low-Field Side baffles are disentangled by means of dedicated simulations, which show a lower global impact of the inner baffle. This study suggests that an outer baffle with a gap of approximately 3 λq, slightly more closed than the one presently installed, could further enhance the neutral compression ratio in cases where the ionisation front is detached. The biggest unknown in these simulations is related to far SOL particle transport, which could result in higher levels of baffle recycling and thus limit baffle performance.
トカマクTCVに、ダイバータ用ガスバッフルの第一世代が最近設置された。ダイバータ・バッフリングの利点と限界を決定づける物理を探求し、第二世代バッフルの可能性ある設計を導くため、実形状の壁を備えた2次元輸送コードSolEdge2D-EIRENEを用いて、バッフルの閉鎖度の効果を調査した。バッフルの延長長さを走査し、まず従来のSOLPS-ITTER研究と同じ上流条件を課し、次にパラメータ空間を拡張して非接触プラズマ条件に到達させた。接触プラズマの場合、ダイバータ中性粒子圧縮は、セパラトリクスとバッフル先端の間の間隔が約5λqである低磁場側バッフル長さで最大化され、バッフルなしの場合と比較して中性粒子圧縮が4倍に増加した。非接触の場合、この比はより高いバッフル閉鎖度を用いることで最大25倍まで改善できる。接触条件と非接触条件の間のこの挙動の差異は、ダイバータからリサイクルされる中性粒子の電離平均自由行程に基づくモデルによって説明される。いくつかの条件では、中性粒子圧縮の観点での最適なバッフル延長長さは、上流から入射する熱流束の高い遮断を受け、その結果、バッフル上のピーク熱流束が外側ターゲットに入射する熱流束に匹敵するものとなることが判明した。高磁場側バッフルと低磁場側バッフルの個別の役割は、専用シミュレーションによって切り分けられ、内側バッフルの全体的な影響はより小さいことが示された。この研究は、現在設置されているものよりわずかに閉鎖度が高く、間隔が約3λqである外側バッフルが、電離フロントが非接触となる場合において中性粒子圧縮比をさらに向上させ得ることを示唆している。これらのシミュレーションにおける最大の不確実性は、スクレイプオフ層（SOL）の遠方部での粒子輸送に関連しており、これによりバッフルでのリサイクルがより高レベルになり、バッフル性能が制限される可能性がある。