Comprehensive studies of energy and particle balances in the transition to plasma detachment in an alternative divertor configuration with long outer legs are shown. Numerical simulations are performed with the 2D code suite SOLPS 4.3, using a disconnected double null grid with narrow, tightly baffled long poloidal leg divertors at the outer lower target and outer upper target. A particle count scan is performed using the 'closed gas box' model, where the tunable parameter in the simulations is the total number of deuterium particles in the simulation space and all other parameters are held fixed, including a constant input power and trace neon impurity radiation, to assess the physics of the transition to detachment in the system as the particle count increases. Three main aspects of the physics of divertor detachment are addressed: the criteria for the local onset of divertor detachment in each of the divertors, the distribution of heat flux and other plasma parameters between the four divertors as each divertor transitions to detachment, and the role of perpendicular transport in the transition to the detached regime. A synergistic mechanism by which the cross-field transport is reduced by factors associated with the onset of plasma recombination effects is identified. These results are compared to the existing understanding of the physics of the transition to plasma detachment in standard divertors.
長い外側レッグを有する代替ダイバータ配位におけるプラズマ脱離への遷移におけるエネルギーおよび粒子バランスの包括的研究を示す。数値シミュレーションは、2次元コードスイートSOLPS 4.3を用いて実施され、外側下部ターゲットおよび外側上部ターゲットに、狭く、強くバッフルされた長いポロイダルレッグダイバータを備えた非結合ダブルヌル格子を使用する。粒子数スキャンは「閉じたガスボックス」モデルを用いて実施され、シミュレーションにおける調整可能パラメータはシミュレーション空間内の重水素粒子の総数であり、一定の入力電力および微量ネオン不純物放射を含む他のすべてのパラメータは固定されたまま、粒子数が増加するにつれて系における脱離への遷移の物理を評価する。ダイバータ脱離の物理の3つの主要な側面が扱われる：各ダイバータにおけるダイバータ脱離の局所的開始の基準、各ダイバータが脱離に遷移する際の4つのダイバータ間の熱流束および他のプラズマパラメータの分布、そして脱離状態への遷移における垂直輸送の役割。プラズマ再結合効果の開始に関連する要因によって磁場横断輸送が低減される相乗的メカニズムが特定される。これらの結果は、標準ダイバータにおけるプラズマ脱離への遷移の物理に関する既存の理解と比較される。