Wendelstein 7-X is a low-shear stellarator with an island divertor, formed by natural magnetic islands at the plasma edge and ten modular divertor units for particle and energy exhaust. For the island divertor concept to work properly, the device is optimized for small internal currents. In particular, the bootstrap current is minimized. Previous studies predicted a thermal overload of the targets at a particular location, due to the slow evolution of the toroidal net current in the initial phase of certain otherwise desirable high-power discharges. The present numerical study explores the neoclassical predictions for the bootstrap current in more detail and demonstrates, as a proof of principle, that a path from low density and low heating power to high density and full heating power exists, on which the bootstrap current remains constant. This offers the possibility to reach the predetermined toroidal net current at low heating power, where no overload will occur in the transient phase.
ヴェンデルシュタイン7-Xは、プラズマ端部の自然磁気島と10個のモジュール式ダイバータによる粒子・熱排気によって形成される島ダイバータを備えた低シア・ステラレータである。島ダイバータの概念を機能させるため、この装置は小さな内部電流に対して最適化されている。特に、ブートストラップ電流は最小化されている。従来の研究では、特定の高パワー放電の初期段階におけるトロイダル正味電流の緩やかな時間発展により、ターゲットの特定箇所で熱過負荷が生じることが予測されていた。本研究の数値計算では、ブートストラップ電流に関する新古典論的予測をより詳細に検討し、原理実証として、低密度・低加熱パワーから高密度・全加熱パワーに至る経路が存在し、その経路上でブートストラップ電流が一定に保たれることを示す。これにより、過渡期に過負荷が生じることなく、所定のトロイダル正味電流を低加熱パワーで達成することが可能となる。