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Modelling of tungsten impurity edge transport and screening for different divertor conditions in EAST

Hui Wang, Guoliang Xu, Rui Ding, Xiaoju Liu, Hang Si, Qing Zhang, Fang Ding, Dahuan Zhu, Rong Yan, Hai Xie2022年被引用 6Nuclear FusionIF 3出版社

Tungsten (W) transport and screening in the edge plasma are investigated for EAST high dissipative divertor conditions. By combining the 1D impurity fluid model (1DImpFM) and the two-point model formatting (2PMF), W screening is proved to be enhanced for high upstream plasma density conditions, mainly because the impurity temperature gradient velocity decreases with the increase of the upstream plasma density. Based on dedicated EAST density ramp-up experiments, 2D simulations of W erosion and transport are carried out for different levels of dissipative divertor conditions by using the SOLPS-DIVIMP code package, and the modeling results are benchmarked with the 1DImpFM analytic model. The prompt-redeposition, the divertor screening, and the main SOL screening are quantitatively analyzed. For detached divertor conditions, the increase in the W ionization length reduces the prompt redeposition rate, but both the divertor screening and SOL screening are reinforced. The 1DImpFM can interpret well the W leakage in the near separatrix region; however, the 2D simulations suggest that the impurity pressure gradient force which is neglected by the 1DImpFM plays an important role, especially in the far-SOL region. With the divertor condition varied from the high-recycling regime to the deep detachment regime, the W source moves from the near strike point region to the far SOL, and thus makes the W transport in the far SOL more important. Therefore, the impurity pressure gradient force cannot be neglected for edge W transport analysis, especially for the detached divertor conditions.

日本語訳

タングステン(W)の周辺プラズマにおける輸送と遮蔽について、EASTの高散逸ダイバータ条件に対して調査を行った。1次元不純物流体モデル(1DImpFM)と2点モデル定式化(2PMF)を組み合わせることにより、W遮蔽は高上流プラズマ密度条件において強化されることが証明された。これは主に、上流プラズマ密度の増加に伴って不純物温度勾配速度が減少するためである。専用のEAST密度ランプアップ実験に基づき、SOLPS-DIVIMPコードパッケージを用いて、異なるレベルの散逸ダイバータ条件に対するW侵食と輸送の2次元シミュレーションを実施し、モデリング結果を1DImpFM解析モデルとベンチマークした。即時再堆積、ダイバータ遮蔽、および主SOL遮蔽を定量的に分析した。ダイバータ非接触条件では、W電離長の増加により即時再堆積率は減少するが、ダイバータ遮蔽とSOL遮蔽の両方が強化される。1DImpFMはセパラトリックス近傍領域におけるW漏出を良好に解釈できるが、2次元シミュレーションは、1DImpFMが無視している不純物圧力勾配力が、特に遠SOL領域において重要な役割を果たすことを示唆している。ダイバータ条件が高リサイクリング領域から深い非接触領域へと変化するにつれて、W源はストライク点近傍領域から遠SOLへと移動し、それにより遠SOLにおけるW輸送がより重要になる。したがって、不純物圧力勾配力は、周辺W輸送解析において、特に非接触ダイバータ条件では無視できない。

装置

east高精度(タイトル一致)

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DivertorTungstenEASTImpurityEdge transport
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