Mitigation of peak heat and particle loads on divertor targets remains a critical challenge for steady-state fusion reactors. Unlike conventional advanced divertor concepts that primarily rely on magnetic geometry modification, the radio-frequency (RF)-plugged divertor introduces a controllable field-aligned RF-induced effective potential structure to regulate parallel transport and broaden the scrape-off layer (SOL). In this sense, the RF-plugged divertor can be viewed as a new subclass of advanced divertor concepts in which transport control is achieved through RF-induced effective potential structures rather than magnetic topology changes. In this study, a pseudo-RF potential representing these effects is incorporated into an anisotropic-ion-pressure fluid model to assess the physics of RF plugging and its impact on SOL–divertor transport. Numerical simulations of a one-dimensional magnetic-field-aligned SOL–divertor system show that RF potentials applied on both sides of the divertor region induce localized supersonic transitions and enhance particle confinement between the RF potential locations. The resulting enhancement of radial transport leads to a broadening of the effective SOL width. When the RF potential is comparable to the characteristic SOL plasma temperature, the peak divertor particle load is reduced by approximately a factor of two, while potentials several times larger yield nearly an order-of-magnitude reduction. These findings provide quantitative support for RF-assisted divertor concepts as a potential pathway toward mitigating peak divertor loads and motivate further experimental validation.
ダイバータ標的へのピーク熱負荷および粒子負荷の緩和は、定常核融合炉にとって依然として重大な課題である。主に磁気幾何学の変更に依存する従来の先進ダイバータ概念とは異なり、高周波（RF）プラグダイバータは、平行輸送を調整しスクレイプオフ層（SOL）を広げるために、制御可能な磁場に沿ったRF誘起実効ポテンシャル構造を導入する。この意味で、RFプラグダイバータは、磁気トポロジーの変更ではなくRF誘起実効ポテンシャル構造を通じて輸送制御が達成される、先進ダイバータ概念の新しいサブクラスと見なすことができる。本研究では、これらの効果を表す擬似RFポテンシャルを異方性イオン圧力流体モデルに組み込み、RFプラグの物理とSOL–ダイバータ輸送への影響を評価する。一次元の磁場に沿ったSOL–ダイバータ系の数値シミュレーションにより、ダイバータ領域の両側に印加されたRFポテンシャルは、局所的な超音速遷移を誘起し、RFポテンシャル位置間の粒子閉じ込めを強化することが示される。その結果生じる径方向輸送の強化は、実効SOL幅の拡大をもたらす。RFポテンシャルが特徴的なSOLプラズマ温度に匹敵する場合、ピークダイバータ粒子負荷は約2分の1に低減され、一方、数倍大きなポテンシャルではほぼ1桁の低減が得られる。これらの知見は、ピークダイバータ負荷の緩和に向けた潜在的な経路としてのRF支援ダイバータ概念に定量的な裏付けを提供し、さらなる実験的検証を動機づける。