Edge-localized modes (ELMs) produce an intense transient heat flux on castellated divertor mono-blocks (MBs). The parallel transport of electrons and ions from the ELM burst varies due to their different velocities, which significantly influences the power load on the MBs. This study shows that two heat load phases are caused by an ELM burst. In the first phase, the horizontal surface withstands the intense heat flux because the faster electrons generate a high sheath potential drop. The leading edge of the MBs suffers a great power load from energetic ions in the second phase. This study applies a multiscale hybrid numerical approach to investigate the temporal evolution of heat flux on the poloidal gap from the ELM source in the scrape-off layer to the castellated divertor surface. Our results indicate that the power load on both the MB surface and the leading edge should be considered in the future design of castellated divertors.
エッジ局在モード(ELM)は、カステレーション加工されたダイバータモノブロック(MB)に強い過渡的な熱流束を発生させる。ELMバーストからの電子とイオンの平行輸送は、それらの速度の違いにより異なり、MB上の電力負荷に大きな影響を与える。本研究は、ELMバーストによって2つの熱負荷フェーズが引き起こされることを示す。第1フェーズでは、より速い電子が高いシース電位降下を生成するため、水平面が強い熱流束に耐える。第2フェーズでは、MBのリーディングエッジが高エネルギーイオンから大きな電力負荷を受ける。本研究は、スクレイプオフ層におけるELM源からカステレーション加工されたダイバータ表面までのポロイダルギャップ上の熱流束の時間発展を調査するために、マルチスケールハイブリッド数値手法を適用する。我々の結果は、MB表面とリーディングエッジの両方の電力負荷が、将来のカステレーション加工ダイバータの設計において考慮されるべきであることを示している。