Power exhaust is one of the major challenges for the development of a fusion power plant. Predictions based upon a multimachine database give a scrape-off layer power fall-off length mm for large fusion devices such as ITER. The power deposition profile on the target is broadened in the divertor by heat transport perpendicular to the magnetic field lines. This profile broadening is described by the power spreading S. Hence both and S need to be understood in order to estimate the expected divertor heat load for future fusion devices. For the investigation of S and L-Mode discharges with stable divertor conditions in hydrogen and deuterium were conducted in ASDEX Upgrade. A strong dependence of S on the divertor electron temperature and density is found which is the result of the competition between parallel electron heat conductivity and perpendicular diffusion in the divertor region. For high divertor temperatures it is found that the ion gyro radius at the divertor target needs to be considered. The dependence of the in/out asymmetry of the divertor power load on the electron density is investigated. The influence of the main ion species on the asymmetric behaviour is shown for hydrogen, deuterium and helium. A possible explanation for the observed asymmetry behaviour based on vertical drifts is proposed.
出力は、核融合発電所の開発における主要な課題の一つである。複数装置データベースに基づく予測によれば、ITERのような大型核融合装置におけるスクレイプオフ層の電力減衰長はmmである。ダイバータにおけるターゲットへの電力堆積プロファイルは、磁力線に垂直な熱輸送によって広がる。このプロファイルの広がりは、電力拡散長Sによって記述される。したがって、将来の核融合装置における予想ダイバータ熱負荷を評価するためには、とSの両方を理解する必要がある。Sの調査のため、ASDEX Upgradeにおいて水素および重水素を用いたLモード放電で安定したダイバータ条件が実現された。Sのダイバータ電子温度および密度への強い依存性が見出され、これはダイバータ領域における平行方向の電子熱伝導と垂直方向の拡散との間の競合の結果である。高いダイバータ電子温度では、ダイバータターゲットにおけるイオンジャイロ半径を考慮する必要があることが見出された。ダイバータ電力負荷のイン/アウト非対称性の電子密度依存性が調査された。主イオン種の影響が水素、重水素、ヘリウムについて示された。観測された非対称性の挙動について、垂直方向のドリフトに基づく可能な説明が提案された。