Experiments at the MAST-U tokamak, supported by simulations, investigate the exhaust benefits of the ‘Super-X Double-Null’ magnetic configuration, particularly whether its elongated, strongly wall-baffled divertor legs enable a broader detachment window than conventional, short-legged designs. This study presents SOLPS-ITER simulations of Super-X Double-Null H-mode plasmas achieving divertor detachment, benchmarked against 2D imaging diagnostics. Simulations of a well-diagnosed density ramp discharge show good agreement with experimental data early in the ramp, though as divertor fueling increases, the measured Fulcher emission peak shifts upstream more slowly than the modeled 10 eV front. Additional simulations assess the effects of input power and fueling location. Increasing power shifts the detachment trajectory to higher densities while preserving its slope, suggesting that real-time control of the front location remains similarly viable at higher power. Fueling location significantly influences the detachment trajectory (defined as the 10 eV front location as function of upstream separatrix density): the detached cold front advances rapidly toward the X-point with divertor fueling, and progressively more slowly when fueling from the high field side HFS midplane, LFS midplane, or plasma core. A preliminary explanation, based on the extended two-point model, is supported by observed increases in scrape-off layer (SOL) ion flows and heat convection as fueling shifts from the divertor to the main chamber. Finally, the role of wall baffling is determined. Without divertor baffles, detachment requires a higher upstream separatrix density, the detachment window narrows by a factor of three, and the 10 eV front advances toward the X-point more rapidly. This is attributed to an additional ionization source upstream of the X-point, present only in the unbaffled case and sustained by recycled neutrals escaping the divertor, which increases volumetric radiation and reduced parallel heat flux into the divertor, accelerating the detached front progression.
MAST-Uトカマクでの実験は、シミュレーションに支えられながら、「スーパーXダブルヌル」磁気配位の排気上の利点、特にその細長く強力な壁バッフルを備えたダイバータ脚部が、従来の短脚設計よりも広いデタッチメント窓を可能にするかどうかを調査する。本研究は、ダイバータ・デタッチメントを達成するスーパーXダブルヌルHモードプラズマのSOLPS-ITERシミュレーションを提示し、これを2次元イメージング診断とベンチマークする。十分に診断された密度ランプ放電のシミュレーションは、ランプ初期の実験データとよく一致するが、ダイバータへの燃料供給が増加するにつれて、測定されたフルシャー発光ピークは、モデル化された10 eVフロントよりもゆっくりと上流へシフトする。追加のシミュレーションは、入力電力と燃料供給位置の影響を評価する。電力を増加させると、デタッチメント軌跡の傾きを保ったまま、より高い密度へシフトする。これは、フロント位置のリアルタイム制御が、より高い電力でも同様に実行可能であることを示唆する。燃料供給位置は、デタッチメント軌跡（上流セパラトリクス密度の関数としての10 eVフロント位置と定義される）に大きく影響する。ダイバータ燃料供給では、脱離した低温フロントはX点に向かって急速に前進し、高磁場側（HFS）中間平面、低磁場側（LFS）中間平面、またはプラズマコアからの燃料供給では、次第により遅く前進する。拡張2点モデルに基づく予備的説明は、燃料供給がダイバータから主容器へ移るにつれて観測されるスクレイプオフ層（SOL）のイオン流束と熱対流の増加によって支持される。最後に、壁バッフルの役割が決定される。ダイバータバッフルなしでは、デタッチメントにはより高い上流セパラトリクス密度が必要であり、デタッチメント窓は3分の1に狭まり、10 eVフロントはX点へより急速に前進する。これは、バッフルなしの場合にのみ存在し、ダイバータから逃げる再循環中性粒子によって維持される、X点上流の追加の電離源に起因する。この電離源は、体積放射を増加させ、ダイバータへの平行熱流束を減少させ、デタッチメントフロントの進行を加速する。