SOLPS-ITER modelling databases of three tokamaks—ASDEX-Upgrade, JET and ITER with fluid drifts activated are compared to understand the dependence of edge plasma performance on machine size and other global parameters. Two medium Z extrinsic radiating impurity species (Ne and N) are considered. It is demonstrated that N is better kept in the divertor region than Ne in semi-detached and detached divertor conditions due to smaller first ionization potential (FIP effect). Together with the fact that Ne radiates more efficiently at higher plasma temperatures, this leads to an increase in the efficiency of Ne for divertor heat load control with increasing machine size. In larger machines such as JET and ITER Ne can be as efficient a radiator as N while for ASDEX-Upgrade Ne easily leads to radiation from the pedestal and loss of H-mode stability. The relative roles of various physical effects are compared for the three tokamaks based on both whole databases and in more details for chosen semi-detached regimes with comparable fraction of radiated power. It is shown that for smaller machines drift effects are more significant and divertor asymmetries more pronounced.
SOLPS-ITERモデリングデータベースを用いて、流体ドリフトを活性化した3つのトカマク装置—ASDEX-Upgrade、JET、ITER—を比較し、エッジプラズマ性能の装置サイズおよびその他のグローバルパラメータへの依存性を理解することを目的とする。2種類の外部不純物放射種（NeおよびN）を考慮する。半非閉じ込めおよび非閉じ込めダイバータ条件下では、NはNeよりもダイバータ領域に保持されやすいことが示された。これは、Nの第一イオン化ポテンシャル（FIP）が小さいためである（FIP効果）。さらに、Neは高温プラズマ中でより効率的に放射するという事実と相まって、装置サイズの増大に伴い、ダイバータ熱負荷制御におけるNeの効率が向上する。大型装置（JETやITER）では、NeはNと同等の放射効率を達成できる一方、ASDEX-Upgradeでは、Neはペデスタルからの放射を引き起こしやすく、Hモード安定性の喪失につながる。3つのトカマクについて、全データベースに基づく比較に加え、選択された半非閉じ込め regime（放射パワー割合が同等）における詳細な比較を通じて、各種物理効果の相対的な役割を明らかにする。小型装置ではドリフト効果がより顕著であり、ダイバータの非対称性がより強く現れることが示された。