SOLPS-ITER edge code analysis including drifts shows that optimization of divertor target shaping in a small angle slot (SAS) can strongly influence E× B drift particle fluxes, potentially improving divertor detachment for both toroidal field directions. This is enabled by directing recycling neutrals toward the separatrix from both the common flux region (CFR) and the private flux region (PFR) walls of the slot with a V-shape target in the slot (SAS-V), leading to two separate reinforcing effects, each individually involving positive feed-back: (a) increase of neutral recycling at the PFR wall of the slot due to—and causing—strong radial E× B ion flux from the CFR to the PFR; (b) decrease of E× B loss of ions out of the outer divertor into the inner divertor via the PFR due to reduction of the radial gradient of electron temperature at the outer target caused by the increased particle retention in the outer divertor. This circumvents the general problem for divertor operation with ion B ×∇B toward the X-point: E× B loss of particles from the outer divertor CFR plasma tends to keep it hot and attached. This work identifies a strong interaction between divertor geometry and drifts, a potentially important effect for optimizing advanced divertors for power exhaust in fusion reactors.
SOLPS-ITERエッジコード解析(ドリフトを含む)により、スモールアングルスロット(SAS)におけるダイバータターゲット形状の最適化が、E×Bドリフト粒子束に強く影響を及ぼし得ることが示された。これにより、両トロイダル磁場方向においてダイバータのデタッチメントが改善される可能性がある。これは、スロット内のV字型ターゲット(SAS-V)により、リサイクリング中性粒子をコモンフラックス領域(CFR)とプライベートフラックス領域(PFR)の両方の壁からセパラトリックスに向けて導くことで実現され、それぞれが正のフィードバックを伴う2つの独立した補強効果をもたらす:(a) CFRからPFRへの強い径方向E×Bイオン束により、スロットのPFR壁における中性粒子リサイクリングが増加すること、および(b) 外側ダイバータにおける粒子保持の増加による外側ターゲットでの電子温度径方向勾配の低減により、PFRを介したイオンの外側ダイバータから内側ダイバータへのE×B損失が減少すること。これにより、イオンB×∇B方向がXポイントに向く場合のダイバータ運転における一般的な問題、すなわち外側ダイバータCFRプラズマからのE×B粒子損失がプラズマを高温・高付着状態に維持し続けるという問題が回避される。本研究は、ダイバータ形状とドリフトの間に強い相互作用があることを明らかにし、核融合炉における先進ダイバータの排気最適化にとって重要な効果となる可能性を示す。