A kinetic impurity transport model has been implemented in the Monte-Carlo code DIVIMP to investigate W transport in the boundary plasma of EAST under varied divertor conditions. Background plasmas representing high-recycling and detached divertor conditions with D₂ and Ne injection in low-confinement mode (L-mode) and high-confinement mode (H-mode) plasmas are provided by the SOLPS simulations, and W transport is then simulated with the DIVIMP code. The inclusion of kinetic effects is found to significantly reduce the W thermal force compared to the conventional fluid model, not only in low collisionality (ν* < 20) conditions, but also in low ion temperature (Ti) and high effective charge (Zeff) conditions. As the divertor condition varies from the high-recycling to the detached regime with Ne injection, kinetic effects on divertor W retention are enhanced by the decrease of ion temperature and the increase of effective charge. In high-density H-mode plasmas, the kinetic correction on the W thermal force is weaker than in low-density L-mode plasmas. However, the strong friction force in the high-density H-mode cases makes the influence of kinetic effects on W retention more significant, resulting in a reduction of core W density by more than two orders of magnitude. In addition, comparisons with the original Garching flux-limit correction in DIVIMP show that the flux-limit overestimates W thermal force and core W density, especially under impurity seeding conditions. Therefore, explicit kinetic modeling of the thermal force is required for accurate description of W transport in the boundary plasma of tokamaks.
運動論的不純物輸送モデルがモンテカルロコードDIVIMPに実装され、様々なダイバータ条件下でのEAST境界プラズマにおけるW輸送を調査した。D₂およびNe注入を伴う低閉じ込めモード(Lモード)および高閉じ込めモード(Hモード)プラズマにおける高リサイクリングおよびダイバータ剥離条件を表す背景プラズマはSOLPSシミュレーションによって提供され、その後W輸送はDIVIMPコードを用いてシミュレーションされる。運動論的効果を含めることにより、従来の流体モデルと比較してW熱力が有意に低減されることが見出された。これは低衝突度(ν* < 20)条件だけでなく、低イオン温度(Ti)および高実効電荷(Zeff)条件でも同様である。ダイバータ条件がNe注入により高リサイクリングから剥離領域へ変化するにつれて、ダイバータW保持に対する運動論的効果は、イオン温度の低下と実効電荷の増加によって増強される。高密度Hモードプラズマでは、W熱力に対する運動論的補正は低密度Lモードプラズマよりも弱い。しかしながら、高密度Hモードの場合の強い摩擦力により、W保持に対する運動論的効果の影響はより顕著になり、その結果コアW密度は2桁以上減少する。さらに、DIVIMPにおける元のGarching流束制限補正との比較は、流束制限がW熱力とコアW密度を過大評価することを示しており、特に不純物シーディング条件下で顕著である。したがって、トカマクの境界プラズマにおけるW輸送を正確に記述するためには、熱力の明示的な運動論的モデリングが必要である。