This paper presents DIV1D, a new 1D dynamic physics-based model of the divertor plasma under development to study and control the dynamics of detached plasmas. An innovative feature of DIV1D is that it mimics cross-field transport using an effective flux expansion and includes a neutral gas background outside the divertor leg. We outline a 1D mapping procedure for static 2D SOLPS-ITER simulations of divertor plasmas in the Tokamak á Configuration Variable, which can be used to benchmark 1D codes. For DIV1D good agreement is found for the most important divertor plasma quantities along the leg (e.g., densities temperature, heat flux, and velocity) both in a qualitative and quantitative sense. In addition, the comparison with SOLPS-ITER demonstrates that DIV1D self-consistently captures the evolution of divertor plasma quantities in the main heat flux channel as a function of the upstream plasma density in a scan from 2 to . The agreement is ascribed to the unique account of cross-field transport in DIV1D with an effective flux expansion and the interaction with an external neutral gas background.
本論文では、ダイバータプラズマの動的挙動を研究・制御するために開発中の新しい1次元動的物理モデルであるDIV1Dを紹介する。DIV1Dの革新的な特徴は、実効フラックス拡大を用いて横断輸送を模擬し、ダイバータ脚部の外側に中性ガス背景を組み込んでいる点である。我々は、トカマク・ア・コンフィギュラシオン・バリアブル（TCV）におけるダイバータプラズマの静的2次元SOLPS-ITERシミュレーションに対する1次元マッピング手順を概説する。これは1次元コードのベンチマークに使用できる。DIV1Dは、ダイバータ脚部に沿った最も重要なプラズマ量（密度、温度、熱流束、速度など）について、定性的および定量的の両方で良好な一致を示すことが見出された。さらに、SOLPS-ITERとの比較により、DIV1Dは、上流プラズマ密度を2から（原文の数値範囲）まで走査した際の主熱流束チャネルにおけるダイバータプラズマ量の変化を自己無撞着に捕捉できることが実証された。この一致は、実効フラックス拡大と外部中性ガス背景との相互作用を伴うDIV1Dにおける横断輸送の独自の取り扱いに帰属される。