A new self-consistent 1D scrape-off layer model has been recently developed in BOUT++ framework, named SD1D, which includes equations for various particle species (e.g. main plasma, neutrals and impurities) and couples open databases like ADAS and AMJUEL. It is able to quickly and effectively simulate divertor detachment experiments. In this work, a typical detachment experiment (shot #6270) on HL-3 with neon seeding is simulated using the SD1D code. It is found that the target electron temperature and the target ion saturation current in the simulations are consistent with experimental results measured by Langmuir probes on the target plate. The variation of radiation intensity in the divertor is qualitatively similar to the measured signal. Following the experimental validations, different upstream densities are set in the simulations to study the impurity distribution under different plasma density conditions. It is found that increasing upstream density can be helpful for the control of the neon radiation front (closer to the target). In this work we also compare two detachment regimes in simulations. Based on the same initial experimental parameters (shot #6270) on HL-3, a scan of upstream density and a scan of neon seeding rate are carried out respectively. It is found that the role of atomic and molecular processes is different in the two detachment regimes. The current density roll-over is ascribed to a drop in the divertor ion source, and the variation of radiation intensity via different excitation channels is associated with the relevant collisional reaction sources.
BOUT++フレームワークにおいて、SD1Dと名付けられた新しい自己無撞着な1次元スクレイプオフ層モデルが最近開発された。このモデルは、様々な粒子種(例えば、主プラズマ、中性粒子、不純物)に対する方程式を含み、ADASやAMJUELのようなオープンデータベースと連携する。これにより、ダイバータ・デタッチメント実験を迅速かつ効果的にシミュレーションすることができる。本研究では、HL-3におけるネオンシーディングを用いた典型的なデタッチメント実験(ショット#6270)をSD1Dコードを用いてシミュレーションした。シミュレーションにおけるターゲット電子温度とターゲットイオン飽和電流は、ターゲット板上のラングミュアプローブで測定された実験結果と一致することが分かった。ダイバータ内の放射強度の変動は、測定された信号と定性的に類似している。実験検証に続いて、異なるプラズマ密度条件下での不純物分布を調べるために、シミュレーションで異なる上流密度を設定した。上流密度を増加させることが、ネオン放射フロント(ターゲットに近い)の制御に有用であり得ることが分かった。本研究ではまた、2つのデタッチメント領域をシミュレーションで比較する。HL-3における同じ初期実験パラメータ(ショット#6270)に基づいて、上流密度のスキャンとネオンシーディング率のスキャンがそれぞれ実施された。原子および分子過程の役割は、2つのデタッチメント領域で異なることが分かった。電流密度のロールオーバーはダイバータのイオン源の低下に起因し、異なる励起チャネルを介した放射強度の変動は、関連する衝突反応源と関連している。