A two-dimensional coupled plasma-neutral fluid transport computational model is used to examine divertor recycling. Realistic magnetic flux surface geometries and recycling between the edge and core plasma regions are included. Results are compared for several divertor cases to minimize the influence of uncertain anomalous radial transport. Time dependent studies show that a characteristic time to establish recycling is typically tens of milliseconds, determined by particle recycling across the separatrix. The results show that achieving high recycling solutions (high density and low divertor plasma temperature) requires two conditions: first, that xd > λ0, where xd is the target to separatrix distance and λ0 is the neutral mean free path; and second, that the ratio of the heat flux to particle flux across the separatrix (core boundary) Qbc/Γbc be below a critical value. The latter condition makes extrapolation to the fusion reactor regime appear difficult. High recycling solutions can drive parallel flow away from the target in large regions of the edge plasma, which means flow reversal. Poloidal flow is dominated by a large drift flux near the separatrix. Poloidal gradients in electrostatic potential are significant. It is speculated that the electric fields and currents combined with the large poloidal flow contribute to fluctuations observed in the edge plasma
2次元結合プラズマ・中性流体輸送計算モデルを用いて、ダイバータリサイクリングを調べた。現実的な磁束面形状と、周辺プラズマとコアプラズマ領域間のリサイクリングを含めた。不確実な異常径方向輸送の影響を最小化するため、複数のダイバータケースについて結果を比較した。時間依存計算により、リサイクリングが確立する特性時間は典型的には数十ミリ秒であり、セパラトリクスを横切る粒子リサイクリングによって決定されることが示された。高リサイクリング解(高密度・低ダイバータプラズマ温度)を達成するには、2つの条件が必要であることが示された。第一に、xd > λ0(ここでxdはターゲットからセパラトリクスまでの距離、λ0は中性粒子の平均自由行程)であること。第二に、セパラトリクス(コア境界)を横切る熱流束と粒子束の比Qbc/Γbcが臨界値以下であることである。後者の条件は、核融合炉条件への外挿が困難であることを示唆している。高リサイクリング解は、周辺プラズマの広い領域でターゲットから離れる方向の平行流を駆動し得るが、これは流れの反転を意味する。ポロイダル流は、セパラトリクス近傍の大きなドリフト束によって支配される。静電ポテンシャルのポロイダル勾配は有意である。電場と電流が大きなポロイダル流と組み合わさって、周辺プラズマで観測される変動に寄与している可能性があると推測される。