Type-I and type-II edge-localized-modes (ELMs) heat flux profiles measured at the DIII-D divertor feature a peak in the vicinity of the strike-point and a plateau in the scrape-off-layer (SOL), which extends to the first wall. The plateau is present in attached and detached divertors and it is found to originate with plasma bursts upstream in the SOL. The integrated ELM heat flux is distributed at ∼65% in the peak and ∼35% in this plateau. The parallel loss model, currently used at ITER to predict power loads to the walls, is benchmarked using these results in the primary and secondary divertors with unprecedented constraints using experimental input data for ELM size, radial velocity, energy, electron temperature and density, heat flux footprints and number of filaments. The model can reproduce the experimental near-SOL peak within ∼20%, but cannot match the SOL plateau. Employing a two-component approach for the ELM radial velocity, as guided by intermittent data, the full radial heat flux profile can be well matched. The ELM-averaged radial velocity at the separatrix, which explains profile widening, increases from ∼0.2 km s−1 in attached to ∼0.8 km s−1 in detached scenarios, as the ELM filaments' path becomes electrically disconnected from the sheath at the target. The results presented here indicate filaments fragmentation as a possible mechanism for ELM transport to the far-SOL and provide evidence on the beneficial role of detachment to mitigate ELM flux in the divertor far-SOL. However, these findings imply that wall regions far from the strike points in future machines should be designed to withstand significant heat flux, even for small-ELM regimes.
DIII-Dダイバータで測定されたType-IおよびType-IIエッジ局在モード(ELM)の熱流束プロファイルは、ストライクポイント近傍のピークと、第一壁まで及ぶスクレイプオフ層(SOL)のプラトーを特徴とする。プラトーは、アタッチドおよびデタッチドダイバータの両方に存在し、SOL上流のプラズマバーストに起因することが分かっている。積分ELM熱流束は、ピークに約65%、このプラトーに約35%配分される。現在ITERで壁への電力負荷を予測するために使用されている平行損失モデルは、これらの結果を用いて、主ダイバータおよび副ダイバータにおいて、ELMサイズ、径方向速度、エネルギー、電子温度と密度、熱流束フットプリント、フィラメント数に関する実験入力データを用いた前例のない制約のもとでベンチマークされる。このモデルは、実験の近SOLピークを約20%以内で再現できるが、SOLプラトーには一致できない。間欠的データに導かれたELM径方向速度に対する2成分アプローチを用いることで、完全な径方向熱流束プロファイルを良好に一致させることができる。プロファイルの拡大を説明するセパラトリクスでのELM平均径方向速度は、アタッチドシナリオの約0.2 km s−1からデタッチドシナリオの約0.8 km s−1へと増加する。これは、ELMフィラメントの経路がターゲットでのシースから電気的に切り離されるためである。ここで提示された結果は、フィラメントの断片化が遠SOLへのELM輸送の可能なメカニズムであることを示し、ダイバータ遠SOLにおけるELMフラックスを緩和するためのデタッチメントの有益な役割に関する証拠を提供する。しかしながら、これらの発見は、将来の装置におけるストライクポイントから遠い壁領域が、小さなELM領域であっても、大きな熱流束に耐えるように設計されるべきであることを示唆している。