In the paper a SOLPS-ITER modeling of H-Mode scenarios with different seed impurity gases (N, Ne, Ar, Kr) is performed for ASDEX Upgrade geometry. These gases are compared from the point of view of their radiation efficiency and compression in the divertor, which is generally understood as the ratio of the divertor to upstream density. Three seeding levels of each impurity gas are considered: trace impurity level, level sufficient to radiate half of the incoming power and a so high seeding rate that the X-point radiator (XPR) starts to form. It is demonstrated that Ne has the lowest compression, the compression of Ar is bigger than that of N, and Kr has the best compression among gases considered. Such a ranking corresponds to the ranking of the impurity neutral atom ionization length, which for Kr is the shortest not only due to the smallest first ionization potential, but also due to the biggest ionization cross-section and the biggest mass (or the smallest thermal velocity). Additionally, for the given level of the radiated power fraction the seeding of Kr results in the smallest (among other radiants) effective charge in the confined region, which even for the proximity to XPR does not exceeds 1.5. It appears that the impurity compression strongly depends on whether coronal model or collisional-radiative (CR) one is used for the ionization/recombination rates calculation, or, in other words, whether such processes as step ionization (from excited levels) and 3-body recombination are taken into account. Since for Ar and Kr no results of CR model calculations are available in ADAS database used in SOLPS, the values of compression computed here for these radiants with coronal rates are underestimated. The compression appears to be more sensitive to the neutrals ionization rate than to the details of neutral flow from divertor to the pump, including interaction between neutral species.
本論文では、ASDEX Upgrade 形状に対して、異なるシード不純物ガス（N、Ne、Ar、Kr）を用いたHモードシナリオの SOLPS-ITER モデリングが実行される。これらのガスは、放射効率とダイバータ内での圧縮（一般に上流密度に対するダイバータ密度の比として理解される）の観点から比較される。各不純物ガスについて、3つのシーディングレベルが考慮される：トレース不純物レベル、入射パワーの半分を放射するのに十分なレベル、そしてX点放射体（XPR）が形成され始めるほど高いシーディング率である。Ne が最も低い圧縮を示し、Ar の圧縮は N より大きく、Kr が検討したガスの中で最良の圧縮を示すことが実証される。この順位は、不純物中性原子の電離長の順位に対応する。Kr の電離長は、最も小さい第一イオン化ポテンシャルだけでなく、最も大きい電離断面積と最も大きい質量（または最も小さい熱速度）のために、最も短い。さらに、与えられた放射パワー割合に対して、Kr のシーディングは、閉じ込め領域において（他の放射体の中で）最も小さい実効電荷をもたらし、その値は XPR に近接しても 1.5 を超えない。不純物圧縮は、電離・再結合率の計算にコロナモデルと衝突放射（CR）モデルのどちらを用いるかに強く依存するように思われる。言い換えれば、励起準位からの段階電離や3体再結合などの過程を考慮するかどうかに強く依存する。SOLPS で使用される ADAS データベースには Ar と Kr について CR モデル計算の結果が利用可能でないため、これらの放射体についてコロナ率でここで計算された圧縮値は過小評価されている。圧縮は、ダイバータからポンプへの中性粒子の流れの詳細（中性種間の相互作用を含む）よりも、中性粒子の電離率に対してより敏感であるように思われる。