This paper investigates the power loads at the inner and outer divertor targets of attached, Ohmic L-mode, deuterium plasmas in the TCV tokamak, in various experimental situations using an Infrared thermography system. The study comprises variations of the outer divertor leg length and target flux expansion, the plasma current and a reversal of the magnetic field direction. The direct impact of the divertor magnetic geometry on scrape-off layer (SOL) transport—parameterised by the SOL power fall-off length , the divertor spreading factor Su and the in-out power asymmetry—is reported for constant core properties. The in-out power asymmetry increases, either with the divertor leg length, or the target flux expansion. The SOL width scales positively with divertor leg length, with a strength that depends on the field direction and differs between the inner and outer divertor. This implies a parametric dependence of that is not explicitly included in current multi-machine scaling laws. The divertor spreading factor at the target , where fx is the target flux expansion, appears unaffected by changes in the divertor geometry and in the plasma current, is independent of the magnetic field direction and is similar between inner and outer divertor. Possible interpretations of these observations using an ad-hoc analytical purely conductive model for the SOL, by ion drifts or by asymmetric turbulent cross-field transport in the divertor are presented. The observed values of are related to existing L-mode and H-mode scaling laws and to similar studies in other tokamaks. Finally, potential implications of these findings for future larger fusion machines are discussed.
本論文では、TCVトカマクにおける付着状態のオーミックLモード重水素プラズマの内側および外側ダイバータ標的での電力負荷を、赤外線サーモグラフィシステムを用いて様々な実験状況で調査する。研究は、外側ダイバータ脚長と標的フラックス膨張の変化、プラズマ電流、および磁場方向の反転を含む。一定のコアプラズマ特性に対する、ダイバータ磁気幾何学形状がスクレイプオフ層（SOL）輸送に及ぼす直接的な影響—SOL電力減衰長、ダイバータ拡がり因子Su、および内外パワー非対称性によってパラメータ化される—が報告される。内外パワー非対称性は、ダイバータ脚長または標的フラックス膨張のいずれかとともに増加する。SOL幅はダイバータ脚長と正の相関でスケーリングし、その強さは磁場方向に依存し、内側と外側ダイバータで異なる。これは、現在の多機種スケーリング則に明示的に含まれていない のパラメータ依存性を示唆する。標的におけるダイバータ拡がり因子（ここで fx は標的フラックス膨張である）は、ダイバータ幾何学形状とプラズマ電流の変化によって影響を受けないように見え、磁場方向に依存せず、内側と外側ダイバータ間で類似している。これらの観測の可能な解釈として、SOLに対するアドホックな解析的純伝導モデル、イオンドリフト、またはダイバータにおける非対称な乱流横断輸送によるものが提示される。観測された の値は、既存のLモードおよびHモードスケーリング則と、他のトカマクにおける類似研究に関連付けられる。最後に、これらの発見が将来のより大型の核融合装置に与える潜在的な影響が議論される。