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EMC3-EIRENE simulations of edge plasma and impurity transport by toroidally localized argon seeding on CFETR X-divertor

T. Xie, H. Li, W. Zhang, R. Ding, L. Wang, Y. Luo, D.Z. Wang2025年2月Nuclear FusionIF 3出版社

The three-dimensional (3D) edge Monte Carlo transport code EMC3-EIRENE has been employed to study edge plasma and impurity transport with toroidally localized argon seeding using the Chinese fusion engineering testing reactor (CFETR) X-divertor configuration. The argon impurity seeded at different poloidal locations was investigated to evaluate the varied profile of the main plasma in the scrape-off layer (SOL) and on the divertor targets, which showed a strong dependence on the poloidal position of argon gas puffing. The argon impurity seeded in the upstream SOL regions can result in a toroidally asymmetric distribution of electron density and temperature, while a toroidally symmetric distribution was obtained for argon seeded in the strike point regions. The deposition pattern of electron density and temperature showed several lobe-like and island-like structures on the 3D divertor targets of CFETR with upstream argon injection, whereas a perturbed profile was achieved for argon seeding in the strike point regions. In order to verify the toroidal asymmetry of heat load distribution, the argon impurity seeded at different poloidal locations was investigated to estimate its influence on the toroidal heat load on divertor plates. The argon injected in the strike point regions gave rise to a toroidal asymmetry of heat load distribution on divertor targets, while a toroidal symmetry of heat load distribution was observed for argon injected in upstream SOL locations.

日本語訳

3次元(3D)エッジモンテカルロ輸送コードEMC3-EIRENEを用いて、中国核融合工学試験炉(CFETR)Xダイバータ配位におけるトロイダル方向に局所化したアルゴンガス入射を伴うエッジプラズマおよび不純物輸送を研究した。異なるポロイダル位置でのアルゴン入射が、スクレイプオフ層(SOL)およびダイバータターゲット上の主プラズマの各種プロファイルに及ぼす影響を評価した結果、これらのプロファイルはアルゴンガス入射のポロイダル位置に強く依存することが示された。SOL上流領域へのアルゴン入射は、電子密度および電子温度のトロイダル方向に非対称な分布をもたらす一方、ストライク点領域への入射ではトロイダル方向に対称な分布が得られた。上流からのアルゴン入射時には、CFETRの3Dダイバータターゲット上に複数のローブ状およびアイランド状の構造が電子密度および電子温度の堆積パターンとして観察されたのに対し、ストライク点領域への入射時には擾乱されたプロファイルが得られた。熱負荷分布のトロイダル方向の非対称性を検証するため、異なるポロイダル位置でのアルゴン入射がダイバータ板上のトロイダル熱負荷に及ぼす影響を評価した。ストライク点領域へのアルゴン入射はダイバータターゲット上の熱負荷分布にトロイダル方向の非対称性を生じさせる一方、SOL上流位置への入射ではトロイダル方向に対称な熱負荷分布が観察された。

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DivertorImpurityEdge plasmaCFETRArgonImpurity transportEMC3-EIRENE

AIによる論文要約

EMC3-EIRENEシミュレーションによるX型ダイバータを持つCFETRにおける局所的なアルゴン注入に伴うエッジプラズマと不純物輸送の解析
JAこの論文は、核融合炉のエッジプラズマと不純物輸送の理解を深めたい研究者や学生に有用です。特に、ダイバータ設計や不純物制御の検討に役立つ知見が得られると考えられます。#CFETRダイバータ#不純物輸送#プラズマ分布#熱負荷分布
LLM向け: {'Title': 'EMC3-EIRENEシミュレーションによるX型ダイバータを持つCFETRにおける局所的なアルゴン注入に伴うエッジプラズマと不純物輸送の解…

この論文では、中国の核融合実験炉CFETR X型ダイバータにおいて、局所的なアルゴン注入がエッジプラズマと不純物輸送に及ぼす影響をEMC3-EIRENEシミュレーションで解析しています。アルゴン注入位置によって、SOL領域やダイバータターゲットでの電子密度・温度分布が大きく変化し、熱負荷の分布も変化することが示されています。

EMC3-EIRENE simulations of edge plasma and impurity transport by toroidally localized argon seeding on CFETR X-divertor
ENThis paper would be of interest to fusion researchers and engineers working on divertor and edge plasma physics, as well as those involved in the design and operation of next-generation fusion reactors like CFETR.#FusionEdgePlasma #ImpuritySeeding #DivertorHeatLoad #ToroidalAsymmetry #CFETR
LLM向け: {'Title': 'EMC3-EIRENE simulations of edge plasma and impurity transport by toro…

This paper investigates how injecting the argon impurity at different locations in the tokamak edge can affect the plasma properties and heat load distribution on the divertor targets. The simulations show that argon injection in the upstream regions leads to toroidal asymmetry in the plasma, while injection near the strike points results in more toroidal symmetry. This information is crucial for optimizing impurity seeding to control the heat load on the divertor in future fusion devices like CFETR.

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