For long pulse operation of fusion reactors, it is important to reduce sputter-erosion and power loading of the divertor target by means of plasma detachment. It has been reported that the small-angle-slot (SAS) divertor employed by the DIII-D tokamak can initiate detachment at a relatively low upstream plasma density as it can effectively dissipate heat by concentrating neutrals near the target. Motivated by these findings in DIII-D, we investigated the effects of a SAS-like divertor in KSTAR using SOLPS-ITER simulations without drifts. One remarkable feature revealed by our simulation study is that even a very shallow SAS can lead to a considerably lower heat load on the divertor target than the original flat, open divertor of KSTAR. Deuterium neutrals are concentrated along the divertor separatrix line in the shallow SAS, while deuterium density in the open divertor peaks in the far-scrape-off layer. Furthermore it was found that the neutral density and temperature-drop induced by SAS are both fairly incentive to the depth of the slot. The highest heat dissipation was obtained for a SAS depth of 10.3 cm.
核融合炉の長時間パルス運転においては、プラズマ脱離によるダイバータターゲットのスパッタリング損耗と熱負荷の低減が重要である。DIII-Dトカマクで採用されたスモールアングルスロット（SAS）ダイバータは、中性粒子をターゲット近傍に集中させることで効果的に熱を散逸させ、比較的低い上流密度で脱離を開始できることが報告されている。このDIII-Dでの知見に基づき、我々はSOLPS-ITERシミュレーションを用いて（ドリフトなし）、KSTARにおけるSAS類似ダイバータの効果を調査した。シミュレーション研究によって明らかになった顕著な特徴は、非常に浅いSASであっても、KSTARの元の開放型ダイバータと比較して、ダイバータターゲット上の熱負荷を大幅に低減できることである。重水素中性粒子は浅いSASにおいてダイバータセパラトリックスに沿って集中する一方、開放型ダイバータでは重水素密度は遠スクレイプオフ層でピークを示す。さらに、中性粒子密度と温度低下のSAS誘起効果は、スロット深さに対してかなり敏感であることが判明した。最高の熱散逸は、スロット深さ10.3 cmの場合に得られた。