Divertor target plates of magnetic confinement experiments are usually intersected by the magnetic field under a shallow angle. If steps are present in the target surface, the resulting leading edges will receive a strongly increased heat load as compared with the surrounding target surface. A very precise alignment of the target components is required to limit the height of leading edges in all magnetic configurations. In preparation of the initial divertor operation phase of the Wendelstein 7-X stellarator, we combined a model calculating the thermal load pattern on the targets for each magnetic configuration with a time-dependent model for heat transport within the targets, with a model for carbon sublimation and with measurements of step heights between target components to estimate the carbon sublimation rates to be expected. In a few locations of the as-built and as-installed divertor, these were found to be critically high, such that a limitation of plasma performance might have resulted. By re-aligning one type of target component according to the results of our modelling, the expected carbon sublimation rates were strongly reduced to uncritical levels.
ダイバータ標的板は、磁場閉じ込め実験において通常、浅い角度で磁場と交差する。標的板表面に段差が存在する場合、その結果生じるリーディングエッジは、周囲の標的板表面と比較して大幅に増大した熱負荷を受けることになる。すべての磁場配位においてリーディングエッジの高さを制限するには、標的板構成要素の非常に精密な位置合わせが必要である。Wendelstein 7-Xステラレータの初期ダイバータ運転段階の準備として、我々は、各磁場配位における標的板上の熱負荷分布を計算するモデルと、標的板内部の熱輸送に関する時間依存モデルと、炭素昇華のモデルと、標的板構成要素間の段差高さの測定値を組み合わせることで、予想される炭素昇華率を評価した。建設後および設置後のダイバータのいくつかの箇所では、これらの値が臨界的に高いことが判明し、プラズマ性能の制限が生じる可能性があった。我々のモデリングの結果に基づいて、ある種類の標的板構成要素を再位置合わせすることにより、予想される炭素昇華率は非臨界レベルまで大幅に低減された。