The double-peaked distribution of particle deposition at divertor targets has been observed in various tokamaks, and is considered a potential approach for mitigating divertor particles and heat load in future fusion reactors. Recently, the systematical analysis of the double-peaked distribution behavior during EAST experiments shows that the appearance of the double-peaked profile is related to the line-average density and heating power. In order to understand general trends and related mechanisms, the influences of the upstream density (ne,sep) and power in the scrape-off layer (PSOL) on the double-peaked density profile are investigated by SOLPS-ITER simulations with full drifts and currents. It is found that the ne peak near the strike point is mainly contributed by the strong ionization source close to the target, and the ne peak in the far-SOL region is caused by the synergetic effects of poloidal and radial E × B drifts along the SOL. The double-peaked distribution is affected by the PSOL and impurity seeding by increasing or decreasing the whole profile of the electron temperature at the target (Tet). When the peak value of Tet (Tet,peak) is fixed, the density peak in the far-SOL is increased for higher ne,sep by reducing the Tet in the far-SOL region on the lower-field side under unfavorable BT and by the upstream-extended ionization source due to the geometry effect on the high-field side under favorable BT. Statistical analysis of the simulated results shows that the scaling expression of the peak ratio is ∼. In addition to the upper boundary found in the analysis of EAST experiments, a lower boundary of the region where the double-peaked feature appears on the PSOL-ne,sep plane is identified by simulations and preliminarily confirmed according to the measurements in several EAST discharges.
ダイバータターゲットにおける粒子堆積の二峰性分布は、様々なトカマク装置で観測されており、将来の核融合炉におけるダイバータ粒子および熱負荷を低減するための有望なアプローチであると考えられている。最近、EAST実験における二峰性分布挙動の系統的分析により、二峰性プロファイルの出現が線平均密度と加熱パワーに関連していることが示された。一般的な傾向と関連するメカニズムを理解するために、上流密度(ne,sep)とスクレイプオフ層におけるパワー(PSOL)が二峰性密度プロファイルに及ぼす影響を、完全なドリフトと電流を含むSOLPS-ITERシミュレーションを用いて調査した。その結果、ストライク点近傍のneピークはターゲット近傍の強い電離源に主に起因し、遠スクレイプオフ層領域のneピークはスクレイプオフ層に沿ったポロイダルおよびラジアル方向のE × Bドリフトの相乗効果によって生じることが明らかになった。二峰性分布は、PSOLと不純物入射によってターゲットにおける電子温度(Tet)のプロファイル全体が増減することで影響を受ける。Tetのピーク値(Tet,peak)が固定されている場合、遠スクレイプオフ層領域の密度ピークは、より高いne,sepに対して、 unfavorable BT条件下では低磁場側の遠スクレイオフ層領域におけるTetの低下により増加し、favorable BT条件下では高磁場側の幾何学的効果による上流側への電離源の拡張によって増加する。シミュレーション結果の統計的分析により、ピーク比のスケーリング則が∼として導出された。さらに、EAST実験の解析で見出された上限に加えて、PSOL-ne,sep平面上で二峰性特徴が現れる領域の下限がシミュレーションによって特定され、複数のEAST放電における測定結果によって予備的に確認された。