Divertor concepts which are capable to handle the power exhaust of tokamaks remain a critical component on the path towards a magnetic confinement fusion reactor. One approach to circumvent the strong localization of the power deposition onto the divertor plates is by shaping the magnetic field topology in the vicinity of the divertor, resulting in so-called Advanced Divertor Configurations (ADCs). The present work investigates the heat flux mitigation via divertor flux expansion, which offers a two-fold merit: the parallel heat flux density decreases due to an increase of the wetted area, and the divertor profile might be broadened further due to enhanced turbulent transport. For this purpose, turbulence simulations across the edge and scrape-off layer of ASDEX Upgrade (AUG) in attached L-mode conditions are performed with the GRILLIX code, which implements an electromagnetic, transcollisional, full-f, two-fluid plasma model coupled to diffusive neutrals. The simulations scan the currents of the recently installed in-vessel coils in the upper divertor of AUG leading to an approximately linear decrease of the magnetic shear around the X-point and a strongly non-linear increase of the divertor flux expansion. Realistic divertor heat flux profiles are obtained and the expected influence of the flux expansion is recovered. Additionally, a small contribution to the peak heat flux reduction due to increased turbulent radial transport is observed and explained.
ダイバータ概念で、トカマクの排熱処理が可能なものは、磁気閉じ込め核融合炉への道のりにおいて依然として重要な構成要素である。ダイバータ板への電力堆積の強い局在化を回避する一つのアプローチは、ダイバータ近傍の磁場トポロジーを整形することであり、いわゆる先進ダイバータ配位（ADC）をもたらす。本研究は、ダイバータ磁束拡大による熱流束緩和を調査するものであり、これには二つの利点がある。すなわち、濡れ面積の増加により平行熱流束密度が減少し、さらに乱流輸送の増強によりダイバータプロファイルがさらに広がる可能性がある。この目的のため、GRILLIXコードを用いて、ASDEX Upgrade（AUG）の周辺部およびスクレイプオフ層にわたる、付着Lモード条件での乱流シミュレーションを実行する。GRILLIXコードは、拡散中性粒子と結合した電磁的、トランスコリジョナル、full-f、二流体プラズマモデルを実装している。シミュレーションは、AUGの上部ダイバータに最近設置された容器内コイルの電流を走査し、X点周りの磁気シアのほぼ線形な減少と、ダイバータ磁束拡大の強く非線形な増加をもたらす。現実的なダイバータ熱流束プロファイルが得られ、磁束拡大の期待される影響が再現される。さらに、乱流動径輸送の増加によるピーク熱流束低減への小さな寄与が観察され、説明される。