Density ramps with ion grad B drift directed into lower single null KSTAR L-mode plasmas are associated with a simultaneous and abrupt reduction of the divertor particle flux on both low- and high-field-side targets when the mid-plane line averaged electron density reaches a given level. Target embedded Langmuir probe signals show a clear 'cliff edge' behavior similar to that observed in the divertor target electron temperature in DIII-D H-mode plasmas (Eldon et al 2017 Nucl. Fusion57 066039; McLean et al 2015 J. Nucl. Mater.463 533–6). The collapse of the particle flux is observed along the whole divertor target area (from private flux region to the far scrape-off layer (SOL)). The critical upstream density of this target flux cliff is invariant under fuel gas throughput modulation. The transition along the cliff occurs in tens of milliseconds. With the cliff, carbon impurities and deuterium neutrals transported through the X-point to the core produce a strong radiation spot near the X-point, seen on bolometric signals, and increase the upstream density. The experimental observations are consistent with time-dependent SOLPS-ITER simulations, which also demonstrate an abrupt transition of the target flux and upstream density with the increase in X-point radiation. The timescale of the cliff predicted by SOLPS-ITER is consistent with the experiment, although, it is influenced by gas throughput or time-dependent numerical methods. In the L-mode phase space of separatrix electron density and temperature, branches are divided based on target temperature, because the latter is strongly coupled to the radiation front and ionization front due to the monotonic characteristic of the parallel electron temperature distribution. Since the H-mode condition operates at a much higher upstream density and electron temperature in phase space, dissipation from sputtered carbon alone leads to the density limit before reaching the X-point radiation condition. This is therefore consistent with the fact that cliffs have never been observed in H-mode KSTAR experiments.
イオン∇Bドリフトが下側シングルヌルKSTAR Lモードプラズマに向いている密度ランプは、中間面での線平均電子密度があるレベルに達すると、低磁場側および高磁場側ターゲットの両方におけるダイバータ粒子束の同時かつ急激な減少を伴う。ターゲット埋め込みラングミュアプローブ信号は、DIII-D Hモードプラズマのダイバータターゲット電子温度で観測されたものと同様の明確な「クリフエッジ」挙動を示す（Eldon et al 2017 Nucl. Fusion57 066039; McLean et al 2015 J. Nucl. Mater.463 533–6）。粒子束の崩壊は、ダイバータターゲット領域全体（プライベートフラックス領域から遠スクレイプオフ層（SOL）まで）にわたって観測される。このターゲット粒子束クリフの臨界上流密度は、燃料ガススループット変調に対して不変である。クリフに沿った遷移は数十ミリ秒の間に発生する。クリフに伴い、X点を通ってコアへ輸送される炭素不純物と重水素中性粒子は、ボロメトリック信号に見られるX点近傍の強い放射スポットを生成し、上流密度を増加させる。実験観測は、時間依存SOLPS-ITERシミュレーションと一致しており、同シミュレーションもまた、X点放射の増加に伴うターゲット粒子束と上流密度の急激な遷移を示している。SOLPS-ITERが予測するクリフの時間スケールは実験と一致するが、それはガススループットまたは時間依存の数値手法によって影響を受ける。セパラトリックス電子密度と温度のLモード位相空間では、分岐はターゲット温度に基づいて分割される。後者は、平行電子温度分布の単調特性により、放射フロントおよび電離フロントと強く結合しているからである。Hモード条件は位相空間内で非常に高い上流密度と電子温度で動作するため、スパッタされた炭素のみによる散逸は、X点放射条件に達する前に密度限界をもたらす。したがって、これはHモードKSTAR実験においてクリフが一度も観測されていないという事実と整合する。