In order to obtain a better understanding of tungsten (W) transport processes, we are developing the Monte-Carlo W transport code IMPGYRO. The code has the following characteristics which are important for calculating W transport: (1) the exact Larmor motion of W ions is computed so that the effects of drifts are automatically taken into account; (2) Coulomb collisions between W impurities and background plasma ions are modelled using the Binary Collision Model which provides more precise kinetic calculations of the friction and thermal forces. By using the IMPGYRO code, the W production/transport in the ITER geometry has been calculated under two different divertor operation modes (Case A: partially detached state and Case B: high recycling state) obtained from the SOLPS-ITER code suite calculation without the effect of drifts. The results of the W-density in the upstream SOL (scrape-off layer) strongly depend on the divertor operation mode. From the comparison of the W impurity transport between Case A and Case B, obtaining a partially detached state is shown to be effective to reduce W-impurities in the upstream SOL. The limitations of the employed model and the validity of the above results are discussed and future problems are summarized for further applications of IMPGYRO code to ITER plasmas.
タングステン(W)輸送過程のより良い理解を得るために、我々はモンテカルロW輸送コードIMPGYROを開発している。このコードはW輸送の計算に重要な以下の特徴を持つ:(1)Wイオンの正確なラーモア運動が計算され、ドリフトの効果が自動的に考慮される;(2)W不純物と背景プラズマイオン間のクーロン衝突は、摩擦力と熱力のより精密な運動論的計算を提供する二体衝突モデルを用いてモデル化される。IMPGYROコードを用いて、ITER形状におけるWの生成/輸送が、ドリフトの効果を含まないSOLPS-ITERコード群の計算から得られた2つの異なるダイバータ運転モード(ケースA:部分デタッチ状態、ケースB:高リサイクリング状態)の下で計算された。上流SOL(スクレイプオフ層)におけるW密度の結果は、ダイバータ運転モードに強く依存する。ケースAとケースBの間のW不純物輸送の比較から、部分デタッチ状態を得ることが上流SOLにおけるW不純物を低減するのに有効であることが示される。採用したモデルの限界と上記結果の妥当性が議論され、IMPGYROコードのITERプラズマへのさらなる適用のための今後の課題がまとめられる。