Numerical modeling of divertor configurations with radially or vertically extended, tightly baffled, outer divertor legs has demonstrated the existence of a passively-stable fully detached divertor regime. In the simulations, long-legged divertors provide up to an order-of-magnitude increase in peak power handling capability compared to conventional divertors. The key physics for attaining the passively stable, fully detached regime in these simulations involves the interplay of strong convective plasma transport to the divertor leg outer sidewall, confinement of neutral gas in the divertor volume, geometric effects including a secondary X-point, and atomic radiation. New analysis shows that in this regime the detachment front location is set by the balance between the power entering the divertor leg and the losses to the walls of the divertor channel. Correspondingly, the maximum power that can be accommodated by the divertor, while still staying detached, increases with the poloidal length of the leg. The detached regime access window in terms of input power, density and impurity seeding concentration varies quantitatively depending on divertor geometry and modeling assumptions most specifically, cross-field transport to the side walls.
ダイバータ配位の数値モデリングにおいて、半径方向またはポロイダル方向に延長された、密閉型バッフルを備えた外側ダイバータ脚部の解析により、受動的に安定な完全デタッチメントダイバータ配位の存在が実証された。シミュレーションにおいて、長脚ダイバータは従来型ダイバータと比較して、ピーク熱負荷処理能力を最大1桁向上させる。これらのシミュレーションにおいて、受動的に安定な完全デタッチメント配位を達成するための主要な物理機構は、ダイバータ脚部外側側壁への強力な対流プラズマ輸送、ダイバータ体積内における中性ガスの閉じ込め、二次X点を含む幾何学的効果、および原子放射の相互作用である。新たな解析により、この配位においてデタッチメントフロントの位置は、ダイバータ脚部に入射するパワーとダイバータチャネル壁への損失との間のバランスによって決定されることが示された。対応して、デタッチメント状態を維持しながらダイバータが処理できる最大パワーは、脚部のポロイダル長に比例して増加する。入力パワー、密度、および不純物シーディング量に関するデタッチメント配位のアクセス窓は、ダイバータの幾何学的形状およびモデリングの仮定、特に側壁への横断輸送に依存して定量的に変化する。