To address the issues of mitigation and control of the heat loads on the divertor target, a snowflake divertor (SFD) has been proposed on the HL-2M tokamak. In this work, simulations have been performed by using SOLPS-ITER to demonstrate the advantages of SFD on HL-2M on plasma detachment and impurity screening during impurity seeding. Firstly, neon (Ne) and argon (Ar) seeding are chosen for comparison in SFD. It is found that Ar seeding significantly mitigates the in-out asymmetry compared with Ne seeding, mainly in high seeding rate cases. The impurity screening capabilities with Ar seeding are conspicuously better than that of Ne seeding. Subsequently, the SFD and standard divertor (SD) with Ar seeding are compared. The SFD achieves plasma detachment with a seeding rate of more than one order of magnitude lower and has better impurity screening capability than those of the SD. This can be explained by more substantial Ar accumulation in the private flux region near the X-point in SD. Moreover, the simulation shows that D2 puffing near the OMP can drive more Ar ions to the divertor and promote the plasma detachment and impurity screening. Finally, the effects of E × B drift on SFD are studied. It is found that with E × B drift more Ar particles accumulate in the vicinity of both inner and outer targets, especially in the far-SOL region, thus raising the far-SOL power radiation. However, the peak heat flux is mainly located near the separatrix, therefore a higher seeding rate is required to achieve detachment. Moreover, the E × B drift drives more Ar particles away from the core region. In addition, the role of molecules on the plasma momentum loss during detachment is analyzed.
ダイバータターゲットにおける熱負荷の緩和と制御の問題に対処するため、HL-2Mトカマクにおいてスノーフレークダイバータ（SFD）が提案されている。本研究では、SOLPS-ITERを用いたシミュレーションを実施し、不純物シーディング中のプラズマデタッチメントと不純物遮蔽に関するHL-2MにおけるSFDの利点を実証した。まず、SFDにおいてネオン（Ne）とアルゴン（Ar）のシーディングを比較対象として選択した。その結果、Arシーディングは、主に高いシーディング率の場合において、Neシーディングと比較して内外非対称性を有意に緩和することが見出された。Arシーディングによる不純物遮蔽能力は、Neシーディングよりも顕著に優れている。続いて、Arシーディングを用いたSFDと標準ダイバータ（SD）を比較した。SFDは、SDよりも一桁以上低いシーディング率でプラズマデタッチメントを達成し、SDよりも優れた不純物遮蔽能力を有する。これは、SDにおけるX点近傍のプライベート領域でのより顕著なAr蓄積によって説明できる。さらに、シミュレーションにより、OMP近傍でのD2パフがより多くのArイオンをダイバータへと駆動し、プラズマデタッチメントと不純物遮蔽を促進することが示された。最後に、SFDにおけるE×Bドリフトの影響を研究した。E×Bドリフトがある場合、より多くのAr粒子が内外両ターゲットの近傍、特にファーSOL領域に蓄積し、それによってファーSOL領域の放射損失が増加することが見出された。しかし、ピーク熱流束は主にセパラトリクス近傍に位置するため、デタッチメントを達成するにはより高いシーディング率が必要である。さらに、E×Bドリフトはより多くのAr粒子をコア領域から遠ざける。加えて、デタッチメント中の分子による運動量損失の役割が分析された。