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Enhanced turbulent transport and drift reduction in divertors at the detachment onset

Rabel Rizkallah, Jose A. Boedo, Cedric K. Tsui, Renato Perillo, the TCV Team2026年4月Nuclear FusionIF 3出版社

At the onset of detachment, measurements show that radial turbulent particle transport increases by a factor of above the dissipative region in the near scrape-off layer (SOL) of both single-null (SN) and snowflake (SF) divertors. This leads to a fourfold increase in the density decay length, with broadened density profiles and flattened electron temperature profiles along the divertor leg. These profiles are convected uniformly through the divertor by parallel flows, with parallel heat transport shifting from conduction- to convection-dominated. Within the dissipative divertor, the flattening and collapse of the plasma potential profiles weaken electric field gradients, reducing the E × B drifts. Turbulent spreading upstream of the dissipative region thus emerges as the dominant mechanism for radial transport at the detachment onset. Radial and poloidal drifts are shown to move respectively %–20% and %–30% of the target-normal particle and heat flux delivered to the outer strike point in attached conditions, but their contribution drops to a few percent at the detachment onset.

日本語訳

剥離開始時において、測定により、シングルヌル(SN)およびスノーフレーク(SF)ダイバータの両方の近スクレイプオフ層(SOL)において、径方向の乱流粒子輸送が散逸領域の上流で 倍に増加することが示される。これにより、密度減衰長が4倍に増加し、ダイバータ脚に沿って密度分布が広がり、電子温度 分布が平坦化する。これらの分布は、平行流によってダイバータを通して一様に対流輸送され、平行方向の熱輸送は伝導支配から対流支配へと移行する。散逸ダイバータ内では、プラズマ電位 分布の平坦化と崩壊により電場勾配が弱まり、E×Bドリフトが低減する。したがって、散逸領域の上流での乱流広がりが、剥離開始時の径方向輸送の支配的メカニズムとして浮上する。径方向およびポロイダル方向のドリフトは、付着条件下で外側ストライク点に到達するターゲット垂直方向の粒子束および熱流束のそれぞれ %~20%および %~30%を移動させることが示されるが、剥離開始時にはその寄与は数パーセントに低下する。

wiki

Divertor detachmentTurbulent transport

AIによる論文要約

ダイバータにおける剥離開始時の乱流輸送増加とドリフト低減
JA核融合プラズマの周辺輸送やダイバータ物理に興味がある研究者や大学院生#核融合 #ダイバータ #乱流輸送 #剥離 #ドリフト
LLM向け: {"Title": "ダイバータ剥離開始時の乱流輸送とドリフトの役割", "Authors": "unknown", "Research Objective":…

核融合炉のダイバータにおいて、剥離(デタッチメント)開始時に、径方向の乱流粒子輸送が急増し、密度減衰長が4倍に拡大することが観測されました。これにより、ダイバータ脚に沿った密度分布が広がり、電子温度分布が平坦化します。また、平行熱輸送が伝導主体から対流主体に変化し、電場勾配が弱まることでE×Bドリフトが減少します。結果として、剥離開始時には、径方向の乱流拡散が主要な輸送機構となり、ドリフトによる粒子・熱流束の寄与は数%まで低下します。これらの知見は、将来の核融合炉におけるダイバータ設計に重要な示唆を与えます。

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