A simple analytic fluid model based on particle and momentum conservation describes the response of the scrape-off layer to an applied radial electric field. The model explains why the variation of plenum pressure during limiter biasing in TEXTOR shows the opposite behaviour as divertor biasing in Tokamak de Varennes: the mechanical baffles that define the throats of the pump limiter are aligned along the magnetic field, thus preventing collection of the induced perpendicular flux when the drift is directed towards the scoop. Rather, the optimal pumping is expected when the drift is directed away from the scoop due to the increase of the parallel flux needed to satisfy the Bohm-Chodura criterion. Qualitative agreement is obtained with measurements of the parallel flow near the limiter throat, and with measurements of the plenum pressure during negative biasing for both directions of toroidal magnetic field. The results, extrapolated to Tore Supra, predict that the actual design with throats should provide close to optimal pumping with minor modification of the natural radial electric field, but greater performance could be obtained with negative biasing if a toroidally symmetric neutralizer geometry were adopted.
粒子および運動量の保存に基づく単純な解析的流体モデルが、スクレイプオフ層の径方向電場に対する応答を記述する。このモデルは、TEXTORにおけるリミター・バイアス時のプレナム圧力の変化が、Tokamak de Varennesにおけるダイバーター・バイアス時と逆の挙動を示す理由を説明する。すなわち、ポンプリミターのスロートを画定する機械的バッフルが磁場に沿って配列されているため、ドリフトがスクープ方向を向いた場合に誘起される垂直方向フラックスの捕集が妨げられるのである。むしろ、ボーム・コデュラ条件を満たすために必要な平行方向フラックスの増大により、ドリフトがスクープから離れる方向を向いた場合に最適なポンピングが期待される。リミター・スロート近傍の平行流の測定結果、および両トロイダル磁場方向における負バイアス時のプレナム圧力の測定結果と、定性的な一致が得られた。この結果をTore Supraに外挿すると、現行のスロート設計は、自然の径方向電場のわずかな修正によりほぼ最適なポンピングを実現するはずであるが、トロイダル方向に対称なニュートラライザー形状を採用すれば、負バイアスによってさらに高い性能が得られる可能性がある。