In a magnetically diverted tokamak, the scrape-off layer (SOL) and divertor plasma separates the first wall from the core plasma, intercepting impurities generated at the wall before they reach the core plasma. The divertor plasma can also serve to spread the heat and particle flux over a large area of divertor structure wall using impurity radiation and neutral charge exchange, thus reducing peak heat and particle fluxes at the divertor strike plate. Such a reduction will be required in the next generation of tokamaks, for without it the divertor engineering requirements are very demanding. To successfully demonstrate a radiative divertor, a highly radiative condition with significant volume recombination must be achieved in the divertor, while maintaining a low impurity content in the core plasma. Divertor plasma properties are determined by a complex interaction of classical parallel transport, anomalous perpendicular transport, impurity transport and radiation, and plasma - wall interaction. In this paper we will describe a set of experiments on DIII-D designed to provide detailed two-dimensional documentation of the divertor and SOL plasma. Measurements have been made in operating modes where the plasma is attached to the divertor strike plate and in highly radiating cases where the plasma is detached from the divertor strike plate. We will also discuss the results of experiments designed to influence the distribution of impurities in the plasma using enhanced SOL plasma flow. Extensive modelling efforts will be described which are successfully reproducing attached plasma conditions and are helping to elucidate the important plasma and atomic physics involved in the detachment process.
磁気閉じ込めトカマクにおいて、スクレイプオフ層（SOL）およびダイバータプラズマは、第一壁とコアプラズマを分離し、壁で生成される不純物がコアプラズマに到達する前に捕捉する役割を担う。ダイバータプラズマはまた、不純物放射と電荷交換反応を利用して、熱流束および粒子束をダイバータ構造壁の広い面積に拡散させ、ダイバータ打ち込み板におけるピーク熱流束および粒子束を低減することができる。このような低減は次世代トカマクにおいて必須であり、これがなければダイバータ工学上の要求は極めて厳しいものとなる。放射ダイバータを実証するためには、コアプラズマ中の不純物含有量を低く保ちつつ、ダイバータ内で有意な体積再結合を伴う高放射状態を達成する必要がある。ダイバータプラズマの特性は、古典的平行輸送、異常垂直輸送、不純物輸送、放射、およびプラズマ-壁相互作用の複雑な相互作用によって決定される。本論文では、DIII-Dにおける一連の実験について述べる。これらの実験は、ダイバータおよびSOLプラズマの二次元的な詳細な特性評価を提供することを目的として設計された。測定は、プラズマがダイバータ打ち込み板に付着した状態（アタッチメント）と、プラズマがダイバータ打ち込み板から離脱した高放射状態（デタッチメント）の両方で行われた。また、強化されたSOLプラズマ流を用いてダイバータ内の不純物分布を制御することを目的とした実験結果についても議論する。さらに、アタッチメント状態を良好に再現し、デタッチメント過程に関与する重要なプラズマ物理および原子物理の解明に貢献している広範なモデリング努力についても述べる。