The study of edge localized mode (ELM) behavior, stationary heat flux and transient heat flux during the ELM crash phase is performed for a China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR) 1 GW hybrid mode operation scenario ( = 7.2 m, = 6.5 T, = 13.78 MA). Modeling and simulation start with a scenario obtained by multi-code integrated modeling on the one modeling framework for integrated tasks framework. Linear stability and nonlinear simulations of ELM dynamics are carried out using the BOUT++ six-field reduced magnetohydrodynamic module, which show a much smaller ELM energy loss (ΔELM ~ 0.13%) compared to that of a Type-I ELM. Parametric analysis of the weak linear growth rate and small ELM energy loss characteristics shed light on physics corresponding to a grassy ELM regime for CFETR 1 GW hybrid scenario. The transient heat flux on the divertor target during this small ELM phase is investigated using BOUT++. We found that upstream radial transport in the scrape-off-layer (SOL) induced by small ELMs is weak, which keeps it in the drift-dominated region. However, the heat flux width is still broadened to = 4.64 mm by the increase of separatrix temperature during ELM nonlinear evolution. The impact of transient peak heat load and ELM energy fluence on tungsten melting and net erosion rate of divertor target is evaluated for the first-time using physics-based transport that connects the pedestal with the SOL. Energy fluence caused by a single ELM pulse is below the tungsten melting limit, while tungsten erosion would exceed the material requirements. We conclude that external mitigation methods, such as divertor detachment and advanced divertor geometry are likely needed for the steady state operation of CFETR.
中国核融合工学試験炉（CFETR）の1GWハイブリッド運転シナリオ（= 7.2 m、= 6.5 T、= 13.78 MA）において、ELMクラッシュ相におけるエッジ局在モード（ELM）挙動、定常熱流束、および過渡熱流束の研究を実施した。モデリングとシミュレーションは、one modeling framework for integrated tasks（OMFIT）フレームワーク上でマルチコード統合モデリングによって得られたシナリオから開始する。ELMダイナミクスの線形安定性および非線形シミュレーションは、BOUT++六場簡約磁気流体力学（MHD）モジュールを用いて実施され、Type-I ELMと比較してはるかに小さいELMエネルギー損失（ΔELM ~ 0.13%）が示された。弱い線形成長率と小さなELMエネルギー損失特性のパラメトリック解析は、CFETR 1GWハイブリッドシナリオにおける grassy ELM レジームに対応する物理に光を当てるものである。この小さなELM位相におけるダイバータ上の過渡熱流束をBOUT++を用いて調査した。小さなELMによって誘起されるスクレイプオフ層（SOL）における上流方向の動的輸送は弱く、その結果、ドリフト支配領域に留まることが判明した。しかしながら、ELM非線形発展中のセパラトリクス温度の上昇により、熱流束幅は依然として4.64 mmまで拡大する。過渡ピーク熱負荷とELMエネルギー損失がタングステン溶融およびダイバータターゲットの正味侵食速度に及ぼす影響を、ペデスタルとSOLを接続する物理ベースの輸送を用いて初めて評価した。単一ELMパルスによるエネルギー損失はタングステン溶融限界を下回るが、タングステン侵食は材料要件を超える可能性がある。CFETRの定常運転には、ダイバータデタッチメントや先進ダイバータ形状などの外部緩和手法がおそらく必要であると結論付ける。