Plasma discharges in the tungsten (W) Environment Steady-state Tokamak (WEST) are strongly impacted by W contamination. In WEST experiments, due to W contamination, the power radiated in the plasma (PRad) is on average, around 50% of the total power injected into the plasma (PTOT). Furthermore, this radiated power fraction (fRad) is almost insensitive to plasma conditions. The causes behind this experimental trend are not fully understood. In this contribution, a 3D numerical model is used to analyze the W migration in the WEST boundary plasma in different plasma scenarios. The WEST experimental database is sampled to obtain a scan of simulation input parameters. These parameters mimic the WEST plasma conditions over a chosen experimental campaign. The simulation results are compared to WEST diagnostics measurements (reflectometry, Langmuir probes, and visible spectroscopy) to verify that the simulated plasma conditions are representative of the WEST database. The W contamination trend is analyzed: the W density (nW) strongly decreases when the radial distance between the separatrix and WEST antennas (Radial Outer Gap, ROG) increases. On the other hand, at a given ROG, nW increases proportionally with the power entering the scrape-off layer (PSOL). PRad is estimated with a simple 0D model. For a fixed ROG, fRad is not sensitive to plasma conditions. These trends are qualitatively and, at times, quantitatively comparable to what is observed in WEST experiments: the simulated trends are related to the poorly screened W influx caused by the erosion of the main chamber Plasma-Facing Components. Thus, this numerical analysis suggests a possible interpretation of WEST experimental trends.
タングステン(W)環境定常トカマク(WEST)におけるプラズマ放電は、W汚染によって強い影響を受けている。WEST実験では、W汚染により、プラズマ中で放射されるパワー(PRad)は、プラズマに注入される全パワー(PTOT)の平均で約50%である。さらに、この放射パワー割合(fRad)は、プラズマ条件に対してほとんど影響を受けない。この実験的傾向の背後にある原因は十分に理解されていない。本稿では、3次元数値モデルを用いて、異なるプラズマシナリオにおけるWEST周辺プラズマ中のWの移動を解析する。WEST実験データベースをサンプリングして、シミュレーション入力パラメータのスキャンを得る。これらのパラメータは、選択した実験キャンペーン期間におけるWESTプラズマ条件を模擬している。シミュレーション結果は、WESTの計測測定(反射測定、ラングミュアプローブ、可視分光法)と比較され、シミュレーションされたプラズマ条件がWESTデータベースを代表していることを検証する。W汚染の傾向を解析する: W密度(nW)は、セパラトリックスとWESTアンテナ間の径方向距離(ラジアルアウターギャップ、ROG)が増加すると強く減少する。一方、所与のROGでは、nWはスクレイプオフ層に入射するパワー(PSOL)に比例して増加する。PRadは、単純な0次元モデルで推定される。固定されたROGに対して、fRadはプラズマ条件に敏感ではない。これらの傾向は、WEST実験で観測されるものと定性的に、また時には定量的に比較可能であり、シミュレーションされた傾向は、主真空容器のプラズマ対向機器の損耗によって引き起こされる、遮蔽が不十分なW流入に関連している。したがって、この数値解析はWEST実験傾向の可能な解釈を示唆している。