The results of a first systematic assessment of plasma edge transport processes for the limiter startup configuration at Wendelstein 7-X are presented. This includes an investigation of transport from intrinsic and externally injected impurities and their impact on the power balance and limiter heat fluxes. The fully 3D coupled plasma fluid and kinetic neutral transport Monte Carlo code EMC3-EIRENE is used.The analysis of the magnetic topology shows that the poloidally and toroidally localized limiters cause a 3D helical scrape-off layer (SOL) consisting of magnetic flux tubes of three different connection lengths LC. The transport in the helical SOL is governed by LC as topological scale length for the parallel plasma loss channel to the limiters. A clear modulation of the plasma pressure with LC is seen. The helical flux tube topology results in counter streaming sonic plasma flows.The heterogeneous SOL plasma structure yields an uneven limiter heat load distribution with localized peaking. Assuming spatially constant anomalous transport coefficients, increasing plasma density yields a reduction of the maximum peak heat loads from 12 MWm−2 to 7.5 MWm−2 and a broadening of the deposited heat fluxes.The impact of impurities on the limiter heat loads is studied by assuming intrinsic carbon impurities eroded from the limiter surfaces with a gross chemical sputtering yield of 2. The resulting radiative losses account for less than 10% of the input power in the power balance with marginal impact on the limiter heat loads. It is shown that a significant mitigation of peak heat loads, 40–50%, can be achieved with controlled impurity seeding with nitrogen and neon, which is a method of particular interest for the later island divertor phase.
ヴェンデルシュタイン7-Xにおけるリミター起動配位のためのプラズマ端部輸送過程の最初の系統的評価の結果を提示する。これには、内在的および外部注入された不純物からの輸送と、それらがパワーバランスおよびリミター熱流束に及ぼす影響の調査が含まれる。完全3次元結合プラズマ流体・運動論中性粒子輸送モンテカルロコードEMC3-EIRENEが使用される。磁気トポロジーの解析により、ポロイダル方向およびトロイダル方向に局在化したリミターが、3種類の異なる接続長LCを有する磁力線管からなる3次元ヘリカルスクレイプオフ層（SOL）を引き起こすことが示される。ヘリカルSOL内の輸送は、リミターへの平行プラズマ損失経路のトポロジカルな長さスケールとしてのLCによって支配される。LCに伴うプラズマ圧力の明確な変調が見られる。ヘリカル磁力線管トポロジーは、対向流の音速プラズマ流をもたらす。不均一なSOLプラズマ構造は、局所的なピーキングを伴う不均一なリミター熱負荷分布をもたらす。空間的に一定の異常輸送係数を仮定すると、プラズマ密度の増加により最大ピーク熱負荷が12 MWm−2から7.5 MWm−2へ低減し、堆積熱流束の広がりが生じる。リミター熱負荷に対する不純物の影響は、リミター表面から侵食される内在的炭素不純物を総化学スパッタリング収率2で仮定することにより研究される。結果として生じる放射損失は、パワーバランスにおける入力パワーの10%未満を占め、リミター熱負荷への影響はわずかである。窒素およびネオンを用いた制御された不純物シーディングにより、ピーク熱負荷の40〜50%の有意な緩和が達成できることが示される。これは、後のアイランドダイバータ段階にとって特に興味深い方法である。