To mitigate the issue of plasma exhaust in reactor scale tight aspect ratio tokamaks such as Spherical Tokamak for Energy Production (STEP), a double-null (DN) configuration is thought to be advantageous over a single-null (SN) configuration. However, practical control of the plasma vertical stability will likely lead to an oscillation around the symmetry point, which may lead to transient loading of the divertors. In this work we investigated the impact of disconnection of the two separatrices on the power-sharing between the divertors in disconnected-double-null configurations for the initial iteration of STEP design using the SOLPS-ITER code without drifts. The power fraction to the primary divertor increased with , reaching ∼95% at the highest which is representative of SN. The total power fraction to the inner divertors (upper + lower), however, did not show an increase with for , where λq is the parallel heat flux decay length, and even at the highest it showed only ∼30% increase from connected-double-null (CDN), unlike the experimental results for current conventional aspect ratio machines. We found two underlying mechanisms that could explain this result—the total flux compression from the outer midplane to the primary inner divertor target and the parallel current in the primary SOL (between the two separatrices). This work implies that the benefit of DN over SN in power load onto the inner divertor in STEP may be less than found experimentally in conventional tokamaks due to its tight aspect ratio. Further investigations through experiments, especially on STs and simulations with additional physics such as drifts, are the subject of a future investigation.
炉規模の低アスペクト比トカマク、例えばエネルギー生産用球状トカマク（STEP）においてプラズマ排気の問題を軽減するために、ダブルヌ（DN）配位はシングルヌ（SN）配位よりも有利であると考えられている。しかし、プラズマの垂直安定性の実用的な制御は対称点の周りの振動を引き起こす可能性が高く、ダイバータの過渡的な負荷につながる可能性がある。本研究では、初期のSTEP設計のための非接続ダブルヌ配位において、2つのセパラトリックスの分離がダイバータ間の電力分担に与える影響を、ドリフトなしのSOLPS-ITERコードを用いて調査した。主ダイバータへの電力割合は とともに増加し、SNを代表する最高の では約95%に達した。しかし、内側ダイバータ（上部+下部）への総電力割合は、 では（ここでλqは平行熱流束減衰長である） とともに増加を示さず、最高の でも、接続ダブルヌル（CDN）から約30%の増加しか示さなかった。これは、現在の従来型アスペクト比装置での実験結果とは異なる。我々は、この結果を説明し得る2つの根本的なメカニズム—外側中間平面から主内側ダイバータターゲットへの全磁束圧縮と、主SOL（2つのセパラトリックスの間）における平行電流—を見出した。この研究は、STEPにおける内側ダイバータへの電力負荷に関するDNのSNに対する利点が、その低アスペクト比のために、従来型トカマクで実験的に見出されたものよりも小さい可能性があることを示唆している。実験、特にSTに関する実験、およびドリフトなどの追加物理を含むシミュレーションによるさらなる調査は、今後の検討課題である。