The impact of pumping on divertor power dissipation and particle exhaust in a closed divertor with flat target configuration is examined using SOLPS modeling. A closed divertor can increase neutral pressure and enhance radiative dissipation; accordingly it has been proposed as a direction for the design of advanced divertors to achieve detachment at as low an upstream plasma density as possible. However, the necessity to pump the closed divertor results in a reduction of the high density and pressure of neutrals near the target. The quantitative effect of this reduction on the achievement of detachment is assessed here. By independently varying both the pumping speed S using different pump opening surface areas, together with the upstream plasma density at the outside midplane, , it is established quantitatively how the pump exhaust rate, Qexh (particles/s), depends on these two quantities. As expected, pumping increases the detachment onset density, ; however, for S = 40 m3 s−1, it is shown that Qexh = 1 kA and detachment onset—as defined by a peak Te at the outer target of ∼5 eV—can be obtained simultaneously, which is consistent with DIII-D requirements for particle and energy exhaust. By placing the pump surface at different distances from the target, it is established how the pump location affects Qexh, which in turn affects the divertor plasma conditions, including achievement of detachment. High pumping speed reduces neutral density and radiated power, thus increasing Te and the heat flux to the target. The essential difference between the various pump locations is the ratio of Qexh to the total number of neutral deuterium particles plus carbon particles (atoms and ions) in the outer divertor, fexh = Qexh/Ntot-OD. It was found that the best pump location is near the target at the CFR (common flux region) side of the closed divertor slot. Pumping at the PFR (private flux region) side near the target gave similar results, indicating flexibility with regard to pump location in closed divertors with a flat target plate.
閉鎖ダイバータにおける平坦ターゲット構成でのポンピングがダイバータ電力散逸と粒子排気に及ぼす影響をSOLPSモデリングを用いて調べた。閉鎖ダイバータは中性粒子圧力を増加させ、放射損失を強化できるため、できるだけ低い上流プラズマ密度でデタッチメントを達成するための先進ダイバータ設計の方向性として提案されている。しかしながら、閉鎖ダイバータをポンピングする必要性は、ターゲット近傍の高密度かつ高圧力の中性粒子を減少させる。この減少がデタッチメント達成に及ぼす定量的効果をここで評価する。ポンピング速度Sを異なるポンプ開口面積を用いて独立に変化させるとともに、外側ミッドプレーンでの上流プラズマ密度を変化させることにより、ポンプ排気率Qexh（粒子/秒）がこれら二つの量にどのように依存するかを定量的に確立する。予想通り、ポンピングはデタッチメント開始密度を増加させるが、S = 40 m3 s−1の場合、Qexh = 1 kAと、外側ターゲットでのピークTeが約5 eVで定義されるデタッチメント開始とを同時に達成できることが示され、これはDIII-Dの粒子およびエネルギー排気要件と整合する。ポンプ表面をターゲットから異なる距離に配置することにより、ポンプ位置がQexhにどのように影響するかが確立され、それがダイバータプラズマ条件、ひいてはデタッチメント達成に影響を与える。高いポンピング速度は中性粒子密度と放射パワーを減少させ、それによりTeとターゲットへの熱流束を増加させる。様々なポンプ位置間の本質的な違いは、Qexhと外側ダイバータ内の全中性重水素粒子および炭素粒子（原子およびイオン）の総数Ntot-ODとの比、fexh = Qexh/Ntot-ODである。最適なポンプ位置は、閉鎖ダイバータスロットのCFR（共通フラックス領域）側のターゲット近傍であることが判明した。PFR（プライベートフラックス領域）側のターゲット近傍でのポンピングも同様の結果を与え、平坦ターゲット板を有する閉鎖ダイバータにおけるポンプ位置に関して柔軟性があることを示している。