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Impact of divertor closure on power exhaust in negative triangularity in TCV

G. Durr-Legoupil-Nicoud, O. Février, C. Theiler, A. Balestri, S. Gorno, K. Lee, R.I. Morgan, A. Perek, H. Reimerdes, E. Tonello2026年7月Nuclear FusionIF 3出版社

Negative triangularity (NT) is a promising edge-localized mode-free candidate for future fusion reactors. In this paper, the impact of increased divertor closure on density-ramp induced detachment in NT is assessed in the Tokamak á configuration variable (TCV). Previous experiments in TCV have shown that at similar line-averaged density and divertor shape, NT shaping makes detachment access in L-mode more difficult than in positive triangularity (PT) and results in a lower divertor neutral pressure. In this paper we show that increasing the divertor neutral pressure in NT with the help of TCV’s divertor gas baffles cools the outer target and the outer leg compared to unbaffled discharges. However, baffled NT discharges, at a divertor neutral pressure comparable to unbaffled PT, at similar separatrix density and similar divertor geometry, still show higher target electron temperature and no ion flux rollover, suggesting lower level of divertor detachment. Langmuir probe measurements within the divertor volume, using a reciprocating divertor probe array, show that the scrape-off layer broadening along the outer leg, typical in PT configurations, is not observed in NT, indicating a lower level of divertor cross-field transport. For the divertor geometry used in this study, it is further found that having the ion -drift oriented from the core towards the -point is beneficial for outer target cooling and detachment onset, contrary to the general picture of particle redistribution via divertor drifts. However, even in this case, in NT, no ion flux rollover at the target and only partial cooling of the divertor volume are obtained. When core density is further increased, a collapse in separatrix density is observed.

日本語訳

負三角形度(NT)は、将来の核融合炉にとって有望な周辺局在モード(ELM)フリーの候補である。本論文では、トカマク・ア・コンフィギュラシオン・バリアブル(TCV)において、ダイバータ閉鎖度の増加がNTにおける密度ランプ誘起デタッチメントに及ぼす影響を評価する。TCVでの過去の実験では、同様の線平均密度とダイバータ形状において、NT形状はLモードでのデタッチメント到達を正三角形度(PT)よりも困難にし、ダイバータ中性粒子圧力が低くなることが示されている。本論文では、TCVのダイバータガスバッフルの助けを借りてNTのダイバータ中性粒子圧力を増加させると、バッフルなしの放電と比較して、外側ターゲットと外側レッグが冷却されることを示す。しかしながら、バッフル付きNT放電では、バッフルなしPTと同等のダイバータ中性粒子圧力、同様のセパラトリックス密度、および同様のダイバータ形状においても、依然としてより高いターゲット電子温度を示し、イオン束ロールオーバーが見られず、より低いレベルのダイバータデタッチメントを示唆している。ダイバータ体積内でのラングミュアプローブ測定(往復動ダイバータプローブアレイを使用)は、PT配置に典型的な外側レッグに沿ったスクレイプオフ層の広がりがNTでは観測されず、ダイバータの横断磁場輸送がより低いレベルであることを示している。本研究で用いたダイバータ形状では、イオン -ドリフトがコアから -点に向かう向きであることが、外側ターゲット冷却とデタッチメント開始に有利であることがさらに見出された。これは、ダイバータドリフトによる粒子再分布という一般的な描像とは逆である。しかしながら、この場合でも、NTではターゲットでのイオン束ロールオーバーは見られず、ダイバータ体積の部分的な冷却のみが得られる。コア密度をさらに増加させると、セパラトリックス密度の崩壊が観測される。

wiki

DivertorTCVTriangularityNegative triangularityPower exhaust

AIによる論文要約

TCVにおける負三角形度のダイバータ閉鎖が排熱に及ぼす影響
JAダイバータ設計やプラズマ排熱制御に関わる核融合研究者、特に負三角形度の特性を理解したい技術者。#核融合 #TCV #ダイバータ #負三角形度 #プラズマ
LLM向け: {"Title": "ダイバータ閉鎖がTCVの負三角形度における排熱に与える影響", "Authors": "未記載", "Research Objective…

負三角形度(NT)は将来の核融合炉に有望な形状ですが、排熱が課題です。本研究ではTCVトカマクでダイバータの閉鎖性を高めると、外側ターゲットの冷却は促されるものの、正三角形度(PT)に比べてデタッチメントが起こりにくいことが分かりました。NTではプラズマの広がりが少なく輸送が低いためで、イオンドリフトの向きを工夫しても完全なデタッチメントには至りませんでした。

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