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Impact of triangularity on edge transport and divertor detachment: a SOLPS-ITER study of TCV L-mode plasmas

F. Mombelli, A. Mastrogirolamo, E. Tonello, O. Février, G. Durr-Legoupil-Nicoud, M. Carpita, F. Subba, M. Passoni, the TCV Team, the EUROfusion Tokamak Exploitation Team2025年10月Nuclear FusionIF 3出版社

Negative triangularity (NT) magnetic configurations have recently gained attention as a promising route to achieve H-mode-like confinement without edge-localized modes and without a power threshold for access. While both core and edge confinement properties of NT have been extensively documented, consistently lower divertor target cooling and increased difficulty in achieving a detached regime have been observed. This work presents a comparative SOLPS-ITER modeling study of two Ohmic L-mode discharges in the TCV tokamak with identical divertor geometry and opposite upper triangularity. We investigate whether magnetic geometry alone can account for the experimentally observed differences in plasma detachment behavior. Simulations with identical transport coefficients reveal no significant differences between NT and positive triangularity (PT) cases, even when including drifts. A parametric scan of radial anomalous transport coefficients shows that reproducing the experimental profiles requires lower particle diffusivity in NT, consistent with reduced turbulent transport and previous findings. Furthermore, the evolution of simulated neutral pressures and recycling fluxes along a density scan reproduces experimental observations of larger neutral divertor pressure in PT, highlighting a distinct neutral dynamics in the two cases. These results support the interpretation that altered cross-field transport, rather than magnetic geometry alone, underlies the observed differences in divertor behavior between NT and PT scenarios.

日本語訳

負三角形度(NT)磁場配位は、エッジ局在モードを伴わず、かつアクセスための電力閾値なしにHモード様閉じ込めを達成する有望な経路として、近年注目を集めている。コアとエッジの両方の閉じ込め特性は広範に報告されている一方で、ダイバータターゲット冷却が一貫して低く、非接触状態の達成がより困難であることが観測されている。本研究は、同一のダイバータ形状と反対の上部三角形度を持つTCVトカマクにおける2つのオーミックLモード放電の比較SOLPS-ITERモデリング研究を提示する。我々は、磁場形状だけが実験的に観測されたプラズマ非接触状態の挙動の差異を説明できるかどうかを調べる。同一の輸送係数を用いたシミュレーションでは、ドリフトを含めた場合でも、NTと正三角形度(PT)の場合の間に有意な差異は明らかにならなかった。径方向異常輸送係数のパラメトリックスキャンは、実験プロファイルを再現するにはNTにおいてより低い粒子拡散率が必要であることを示しており、これは乱流輸送の低減および以前の知見と整合する。さらに、密度スキャンに沿ったシミュレーションされた中性粒子圧力とリサイクリングフラックスの発展は、PTにおけるより大きな中性粒子ダイバータ圧力という実験観測を再現し、2つの場合における異なる中性粒子動力学を示している。これらの結果は、磁場形状のみではなく、変更された横断輸送が、NTとPTシナリオ間のダイバータ挙動の観測された差異の根底にあるという解釈を支持する。

装置

iter高精度(タイトル一致)

wiki

ITERDivertorTCVL-modeDivertor detachmentTriangularitySOLPS-ITEREdge transport

AIによる論文要約

三角形の非対称性がエッジ輸送とダイバータ分離に及ぼす影響:TCV L モードプラズマのSOLPS-ITER研究
JA核融合研究者や大学院生が、プラズマの輸送と分離の理解を深めるのに役立つ論文です。#プラズマ輸送 #ダイバータ分離 #三角形非対称性 #SOLPS-ITER
LLM向け: {'Title': 'プラズマの三角形非対称性がエッジ輸送とダイバータ分離に及ぼす影響', 'Author(s)': '不明', 'Research Objec…

この論文は、三角形の非対称性がダイバータの冷却と分離に及ぼす影響を調べています。SOLPS-IITERシミュレーションを使って、正の三角形と負の三角形の場合を比較しています。結果、磁場の幾何学的な違いだけでは実験結果を説明できず、むしろ輸送係数の違いが重要であることが示されました。この研究は、プラズマの閉じ込めと分離制御の理解に役立ちます。

Impact of triangularity on edge transport and divertor detachment: a SOLPS-ITER study of TCV L-mode plasmas
ENThis paper would be of interest to fusion researchers studying plasma edge physics and divertor performance, as it provides insights into how magnetic geometry can influence these critical aspects of tokamak operation.#PlasmaEdge #DivertorDetachment #MagneticGeometry #FusionResearch
LLM向け: {'Title': 'Impact of Triangularity on Edge Transport and Divertor Detachment', '…

This study investigates how the shape of the magnetic field (triangularity) affects the behavior of the edge plasma and divertor in a tokamak. The researchers used simulations to compare positive and negative triangularity configurations, finding that differences in cross-field transport, rather than geometry alone, lead to distinct divertor detachment characteristics.

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