This paper presents a detailed analysis of the transport behaviour of the detached plasmas in W7-AS based on an extended numerical study using the EMC3-EIRENE code, aimed at understanding the underlying physics responsible for the geometry-dependent detachment stability observed in W7-AS island divertor experiments. Here, a stable detachment can only be established when the control coils are switched on to generate sufficiently large islands with relatively short connection lengths. Special attention will be paid to a discussion of the carbon radiation, location and dynamics of the radiation layer, the neutral screening efficiency specific to the island divertor geometry and its impact on the detachment stability. Based on the three-dimensional simulation results, a linear stability model is presented in order to obtain some insight into the mechanisms driving the instability. The radiation behaviour and the location and evolution of the radiation zone in the island divertor will be discussed with respect to those of tokamak-MARFEs.
本論文は、W7-ASにおけるデタッチメントプラズマの輸送挙動について、EMC3-EIRENEコードを用いた拡張数値計算に基づく詳細な解析を提示し、W7-ASアイランドダイバータ実験で観測された形状依存性デタッチメント安定性の背後にある基礎物理の理解を目的とする。ここでは、制御コイルをオンにして比較的短い接続長を持つ十分に大きなアイランドを生成した場合にのみ、安定なデタッチメントが確立され得る。炭素放射、放射層の位置とダイナミクス、アイランドダイバータ形状に特有な中性粒子遮蔽効率とそのデタッチメント安定性への影響についての議論に特に注意を払う。三次元シミュレーション結果に基づき、不安定性を駆動するメカニズムへの洞察を得るために線形安定性モデルを提示する。アイランドダイバータにおける放射挙動ならびに放射ゾーンの位置と進展については、トカマク-MARFEのそれらとの関連で議論する。