In this paper, we introduce a novel X-point Slot Closure (XSC) divertor developed for the HL-3 tokamak. The XSC divertor combines the benefits of W-shaped, V-shaped, Small Angle Slot, and Compact Radiative Divertor divertors into a compact design that is compatible with high-elongation and high-triangularity double-null configurations. This design offers three key advantages. First, its compact structure, with the X-point positioned near the dome top, reduces the divertor volume while increasing the overall plasma volume. This configuration effectively traps impurities away from the X-point, thereby reducing the risk of impurity transport into the core plasma and enhancing particle control. Second, the optimized strike-point location on the horizontal target plate, close to the private flux region's pumping slot, promotes neutral trapping in the XSC divertor, thereby enhancing XSC energy dissipation. Third, the XSC divertor integrates a large-angle V-shaped geometry with the common scrape-off layer plasma, expanding the radiation loss zone. These features position the XSC divertor as a promising solution for addressing the challenges of heat and particle exhaust in future fusion reactors.
本論文では、HL-3トカマク用に開発された新しいXポイント・スロット・クロージャ（XSC）ダイバータを紹介する。XSCダイバータは、W字型、V字型、スモールアングルスロット、およびコンパクト放射ダイバータの利点を、高伸長・高三角形度のダブルヌル配位と両立するコンパクトな設計に組み合わせたものである。この設計は、三つの重要な利点を提供する。第一に、X点がドーム上部の近くに位置するそのコンパクトな構造は、ダイバータ体積を低減しつつ、全体のプラズマ体積を増大させる。この構成は、不純物をX点から離れた場所に効果的に閉じ込め、それにより不純物がコアプラズマへ輸送されるリスクを低減し、粒子制御を向上させる。第二に、水平ターゲットプレート上でプライベートフラックス領域のポンピングスロットに近い最適化されたストライクポイント位置は、XSCダイバータ内の中性粒子閉じ込めを促進し、それによりXSCのエネルギー散逸を高める。第三に、XSCダイバータは、大角度のV字型形状を共通スクレイプオフ層プラズマと統合し、放射損失領域を拡大する。これらの特徴により、XSCダイバータは、将来の核融合炉における熱および粒子排気の課題に対処する有望な解決策として位置づけられる。