Detached divertor is considered a solution for the heat control in magnetic-confinement fusion reactors. Numerical simulations using the comprehensive divertor codes based on the plasma fluid modeling are indispensable for the design of the detached divertor in future reactors. Since the agreement in the results between detached-divertor experiments and simulations has been rather fair but not satisfactory, further improvement of the modeling is required. The kinetic effect is one of key issues for improving the modeling. Complete kinetic behaviors are able to be simulated by the kinetic modeling. In this paper at first, major kinetic effects in edge plasma and detached divertor are listed. One of the most powerful kinetic models, particle-in-cell (PIC) model, is described in detail. Several results of PIC simulations of edge-plasma kinetic natures are presented. Future works on PIC modeling and simulation for the deeper understanding of edge plasma and detached divertor are discussed.
ダイバータのデタッチメントは、磁場閉じ込め核融合炉における熱制御のための解決策と考えられている。将来の炉におけるデタッチメントダイバータの設計には、プラズマ流体モデリングに基づく包括的なダイバータコードを用いた数値シミュレーションが不可欠である。デタッチメントダイバータの実験とシミュレーションの間の結果の一致はかなり良好であるが満足できるものではないため、モデリングのさらなる改善が必要とされている。運動論的効果は、モデリングを改善するための重要な要素の一つである。完全な運動論的挙動は、運動論的モデリングによってシミュレートすることが可能である。本論文では、まず、エッジプラズマおよびデタッチメントダイバータにおける主要な運動論的効果を列挙する。最も強力な運動論的モデルの一つである粒子セル法（PIC）モデルについて、詳細に説明する。次に、エッジプラズマの運動論的性質に関するPICシミュレーションの結果をいくつか提示する。最後に、エッジプラズマおよびデタッチメントダイバータのより深い理解のためのPICモデリングの今後の課題について議論する。