Edge fluid–plasma/kinetic–neutral SOLPS [1, 2] modeling of lithium (Li) transport and its effect on the edge plasma during real-time Li injection H-mode discharge on the EAST tokamak are analysed in this work. Since Li has strong chemical activity, deuterium (D) recycling is suppressed by a Li coated plasma-facing wall. By comparing the simulated edge plasma parameters between the no Li case and the Li injection case, it is found that both of the D atom and molecule densities in the divertor region are reduced with the Li injection. It is also found that most of the radiated power is radiated in the divertor. The simulation provides and analyzes the distributions of each Li ion charge state, and the evolution of Li impurity distribution. The simulation shows that the Li+ prefers to accumulate on the high-field side than on the low-field side, which is in qualitative agreement with the experimental measurements on EAST. The possible reason for the Li+ preferential accumulation is discussed in this study.
本論文では、EASTトカマクにおけるリアルタイムLi入射Hモード放電中のリチウム（Li）輸送とその周辺プラズマへの影響について、流体プラズマ／運動論的中性粒子SOLPS [1, 2]モデリングを用いて解析した。Liは化学的活性が高いため、Li被覆プラズマ対向壁により重水素（D）リサイクリングが抑制される。Li非入射の場合とLi入射の場合のシミュレーション周辺プラズマパラメータを比較した結果、Li入射によりダイバータ領域のD原子密度とD分子密度の両方が低減することがわかった。また、放射パワーの大部分がダイバータ領域で放射されることも明らかになった。シミュレーションにより、各Liイオン電荷状態の分布とLi不純物分布の時間発展が提供・解析された。シミュレーション結果は、Li+が低磁場側よりも高磁場側に蓄積しやすいことを示しており、これはEASTにおける実験測定結果と定性的に一致する。本論文では、このLi+の優先的蓄積の考えられる原因について考察する。