Modest effects of deuterium and carbon radiation opacity in the Super-X and snowflake divertor plasmas are predicted for MAST Upgrade tokamak with core plasma input power 2.5–5 MW and plasma current 1 MA. The radiation transport modeling is based on the SOLPS-EIRENE and UEDGE code divertor plasma predictions. Two radiation transport models are used: one is based on a full radiation transport equation implemented in the radiation transport and collisional-radiative code CRETIN (without feedback on the background plasma), and another is an internal self-consistent UEDGE model with ionization, recombination, and heating rates corrected for Lyα line trapping based on the escape probability model implemented in CRETIN. In MAST-U, the Super-X and snowflake divertor plasmas are predicted to reach detached regimes at lower upstream densities than the standard divertor, and the conclusion still holds with radiation transport effects included. At neutral densities m−3, modest Lyα deuterium line trapping with optical depths 10–15 is predicted in the Super-X divertor. Divertor plasmas are optically thin to other Lyman and Balmer lines, as well as to strong C III and C IV lines that are responsible for most of divertor radiated power. Insignificant changes (within a few percent) to divertor deuterium ionization and recombination rates are found. Radiation fluxes on outer divertor target are modified within a factor of 2–3 when the radiation transport is accounted for, and a similar variation is found due to the line shape models that define the absorption and emission line profiles in the radiation transport modeling. The predicted Lyman and Balmer spectral intensities are significantly modified due to radiation trapping. A measurement of divertor radiation transport effects is discussed using the Lyβ/Baα line ratio. In the snowflake divertor configuration, divertor plasmas are found to be optically thin to Lyman series lines within a large range of parameter variations that include upstream density, divertor transport coefficients, and magnetic configurations. Modest radiation transport effects are only found in a few cases with strongest divertor transport and magnetic configurations closest to the ideal snowflake configuration, however, the plasma background models that were used are yet to be validated with an experiment.
MASTアップグレード・トカマクにおいて、入力パワー2.5〜5 MW、プラズマ電流1 MAの条件下で、Super-Xおよびスノーフレーク・ダイバータプラズマにおける重水素および炭素の放射輸送効果は控えめであると予測される。放射輸送モデリングは、SOLPS-EIRENEおよびUEDGEコードによるダイバータプラズマ予測に基づいている。2つの放射輸送モデルが用いられている：1つは放射輸送・衝突放射コードCRETINEに実装された完全な放射輸送方程式に基づくものであり（背景プラズマへのフィードバックはない）、もう1つはCRETINEに実装された脱出確率モデルに基づいてLyα線捕捉に対して補正された電離・再結合・加熱率を備えた自己無撞着なUEDGEモデルである。MAST-Uにおいて、Super-Xおよびスノーフレーク・ダイバータプラズマは、標準ダイバータよりも低い上流密度で非接触状態に達すると予測され、この結論は放射輸送効果を含めても成立する。中性子密度10¹⁹〜10²⁰ m⁻³において、Super-Xダイバータでは光学的厚さ10〜15の控えめなLyα重水素線捕捉が予測される。ダイバータプラズマは、他のライマン系列線およびバルマー系列線、ならびにダイバータ放射パワーの大部分を担う強いC IIIおよびC IV線に対して光学的に薄い。ダイバータの重水素電離・再結合率への影響は無視できる程度（数パーセント以内）である。放射輸送を考慮すると、外側ダイバータターゲットでの放射フラックスは2〜3倍の範囲で変化し、放射輸送モデリングにおける吸収・放出線プロファイルを定義する線形状モデルによっても同様の変動が見られる。予測されるライマンおよびバルマースペクトル強度は、放射捕捉により有意に変化する。Lyβ/Baα線比を用いたダイバータ放射輸送効果の測定について議論する。スノーフレーク・ダイバータ配位において、上流密度、ダイバータ輸送係数、磁気配位を含む広範囲のパラメータ変動にわたって、ダイバータプラズマはライマン系列線に対して光学的に薄いことが見出された。控めな放射輸送効果は、最も強いダイバータ輸送と理想的なスノーフレーク配位に最も近い磁気配位を有するわずかなケースでのみ見出されたが、使用されたプラズマ背景モデルはまだ実験によって検証されていない。