The snowflake (SF) magnetic configuration is investigated as a potential power exhaust solution for a fusion reactor, but also to improve our understanding of divertor physics in general. Unlike a conventional single null (SN), it features an additional nearby x-point, which deeply modifies the magnetic field in the scrape-off layer (SOL) and can thereby affect parallel and cross-field transport of heat and particles. This paper investigates the power exhaust properties of the snowflake minus (SF-) configuration on the TCV tokamak, for Ohmically heated, L-mode, low-density, attached plasmas for a range of x-point separations, magnetic field directions and locations of the secondary x-point (low-field-side (LFS) or high-field-side (HFS)). Due to the relatively large x-point separation in physical space, this study probes x-point transport features in general, rather than reactor relevant aspects of the SF configuration. The target heat fluxes at all strike points are simultaneously monitored with an infrared (IR) thermography system and the kinetic profiles of the SOL at the outer mid-plane with a reciprocating probe (RCP). The placement of the additional x-point is seen to affect the inner-outer divertor power balance. An effective heat flux width for the SOL in the low poloidal field region is inferred from the measured power repartition between the two SOL manifolds created by the secondary x-point. For the LFS SF- configuration (secondary null in the LFS SOL), the is two times larger than that measured by the RCP at the outer mid-plane and by IR at the outer target of a comparable SN, while the outer mid-plane SOL profiles are similar to the SN. This is interpreted as the effect of increased effective cross-field diffusivity in the intra-null region relative to the rest of the SOL. For the HFS SF- configuration (secondary null in the HFS SOL), no such increased transport is observed. The pressure-driven plasma convection expected near the primary null cannot explain the increased , which is instead consistent with interchange ballooning-like turbulence enhanced by the low poloidal field.
スノーフレーク(SF)磁気配位は、核融合炉のための電力排気ソリューションとして、またダイバータ物理の理解を一般に深めるために調査されている。従来のシングルヌル(SN)とは異なり、追加の近接x点を特徴とし、これがスクレイプオフ層(SOL)内の磁場を大きく変更し、熱と粒子の平行輸送および横断輸送に影響を与え得る。本論文は、TCVトカマクにおけるスノーフレークマイナス(SF-)配位の電力排気特性を、オーム加熱、Lモード、低密度、付着プラズマについて、x点間隔、磁場方向、および二次x点の位置(低磁場側(LFS)または高磁場側(HFS))の範囲にわたって調査する。物理空間におけるx点間隔が比較的大きいため、本研究はSF配位の炉心炉関連の側面ではなく、x点輸送特性一般を調べるものである。全ストライク点におけるターゲット熱流束は、赤外線(IR)サーモグラフィシステムにより同時に監視され、外側中平面におけるSOLの運動学的プロファイルは、往復プローブ(RCP)により監視される。追加x点の配置は、内側-外側ダイバータの電力バランスに影響を与えることが見られる。低ポロイダル磁場領域におけるSOLの有効熱流束幅 は、二次x点によって生成される2つのSOLマニホールド間の測定された電力配分から推定される。LFS SF-配位(二次ヌルがLFS SOL内にある)の場合、 は、同等のSNの外側中平面でRCPにより測定され、外側ターゲットでIRにより測定されたものの2倍であり、一方、外側中平面のSOLプロファイルはSNと類似している。これは、ヌル間領域内の有効横断拡散係数 がSOLの残りの部分と比較して増加した効果として解釈される。HFS SF-配位(二次ヌルがHFS SOL内にある)の場合、そのような増加した輸送は観測されない。一次ヌル近傍で期待される圧力駆動型プラズマ対流は、増加した を説明できず、これは代わりに、低ポロイダル磁場によって強化されたインターチェンジバルーニング様乱流と整合的である。