This paper presents the first observation of divertor localized turbulence in the NSTX-Upgrade spherical tokamak. Previous work in NSTX discharges (Maqueda et al 2010 Nucl. Fusion50 075002) described fluctuations on the divertor target due to blobs generated on the low field side midplane. In the region that shows disconnection from upstream turbulence (private flux region and proximity of the strike point), divertor-localized fluctuations are observed via imaging of C III and D-α emission in diverted L-mode discharges and are characterized in this paper. Field-aligned filaments connected to the divertor target plate are radially localized at the separatrix on the outer divertor leg and in the private flux region on the inner divertor leg. These are limited to the region below the X-point with fluctuation levels up to 10%–20%. The filaments have comparable poloidal and radial correlation lengths (10–100 ion gyroradii ) and parallel correlation lengths of several meters. Toroidal mode numbers are in the range of 10–30 and 2–10 for outer and inner leg filaments. The poloidal motion of outer leg filaments has the same direction and comparable magnitude to advection due to drift calculated by the multi-fluid edge transport code UEDGE with inclusion of cross field drifts. Disconnection between inner and outer leg filaments as well as the absence of correlation with upstream turbulence support the hypothesis of X-point disconnection for divertor leg filaments. Simulations with the ArbiTER linear eigenvalue solver and a resistive-balooning model were performed with a simulation grid limited to the divertor legs. Instabilities localized to the bad curvature side of the divertor legs were observed, in qualitative agreement with the experiment.
本論文は、NSTX-Upgrade球状トカマクにおけるダイバータ局在乱流の初めての観測を提示する。NSTX放電における以前の研究（Maqueda et al 2010 Nucl. Fusion50 075002）では、低磁場側中平面で生成されたブロブによるダイバータターゲット上の変動が記述されていた。上流乱流からの切断を示す領域（プライベートフラックス領域およびストライク点近傍）では、ダイバータ局在変動が、ダイバータLモード放電におけるC IIIおよびD-α発光のイメージングにより観測され、本論文で特徴付けられる。ダイバータターゲット板に接続された磁場に沿ったフィラメントは、外側ダイバータ脚部のセパラトリックス上および内側ダイバータ脚部のプライベートフラックス領域内に動径方向に局在している。これらはX点下方の領域に限定され、変動レベルは最大10%〜20%である。フィラメントは、同等のポロイダルおよび動径方向相関長（10〜100イオンジャイロ半径）と、数メートルの平行方向相関長を有する。トロイダルモード数は、外側脚部フィラメントで10〜30、内側脚部フィラメントで2〜10の範囲である。外側脚部フィラメントのポロイダル運動は、交差磁場ドリフトを含む多流体エッジ輸送コードUEDGEによって計算されたドリフトによる移流と同方向かつ同等の大きさを有する。内側脚部と外側脚部のフィラメント間の切断、および上流乱流との相関の欠如は、ダイバータ脚部フィラメントに対するX点切断仮説を支持する。ArbiTER線形固有値ソルバーおよび抵抗性バルーニングモデルを用いたシミュレーションが、ダイバータ脚部に限定されたシミュレーショングリッドで実行された。ダイバータ脚部の悪曲率側に局在する不安定性が観測され、実験と定性的に一致した。