Strong poloidal refueling asymmetry in the DIII-D tokamak is inferred from line radiation measurements. Synthetic diagnostics in neutral transport modeling coupled to gyrokinetic simulations illuminate implications for the plasma flow profile in the scrape-off layer of single-null beam-driven discharges. Recycling occurs primarily either on the inner or outer divertor legs, depending on the toroidal magnetic field direction. By reversing the toroidal magnetic field, the observed line radiation asymmetry is nearly eliminated or reversed. It is determined that, while relatively simple physics can describe the observed ionization asymmetry, predicting the overall brightness of the hydrogenic Lyman-α signal requires detailed simulation of the plasma and resulting turbulence. To this end, kinetic plasma simulations fully coupled to comprehensive neutral transport calculations—a novel capability—provide first-principles reproduction of Lyman-α observations on DIII-D.
DIII-Dトカマクにおける強いポロイダル方向の燃料補給非対称性が、線放射測定から推測される。ジャイロ運動論シミュレーションに結合された中性粒子輸送モデリングにおける合成診断は、シングルヌル・ビーム駆動放電のスクレイプオフ層におけるプラズマ流プロファイルへの影響を明らかにする。リサイクリングは、トロイダル磁場の方向に依存して、主に内側または外側ダイバータ脚のいずれかで発生する。トロイダル磁場を反転させることにより、観測される線放射非対称性はほぼ除去されるか、あるいは反転する。比較的単純な物理が観測される電離非対称性を記述できる一方で、水素様ライマンα信号の全体的な輝度を予測するには、プラズマおよびその結果生じる乱流の詳細なシミュレーションが必要であることが判明した。この目的のために、包括的な中性粒子輸送計算に完全に結合された運動論的プラズマシミュレーション——新規の能力である——は、DIII-Dにおけるライマンα観測の第一原理再現を提供する。