The reduction in divertor target power load due to radiation of sputtered and externally seeded impurities in tokamak fusion reactors is investigated. The approach is based on integrated numerical modelling of DEMO discharges using the COREDIV code, which self-consistently solves 1D radial transport equations of plasma and impurities in the core region and 2D multifluid transport in the SOL. Calculations are performed for inductive DEMO scenarios and for DEMO steady-state configurations with tungsten walls and Ar or Ne seeding. For all considered DEMO scenarios significant fusion power can be achieved. Increase in seeded impurity influx leads to the reduction in fusion power and Q-factor (defined as the ratio of fusion power to auxiliary heating power) due to plasma dilution. Total radiation appears to be almost independent of the puffing level and is dominated by core radiation (>90%). The radiation due to seeding impurity is small and the type of seeded impurity weakly affects the results. For pulsed DEMO concepts, the accessible seeding level is limited. There is no steady-state solution for stronger puffing. The solution terminates due to helium accumulation, and if confirmed by more detailed investigations, might strongly affect DEMO design.
ダイバータ標的への電力負荷の低減は、トカマク核融合炉におけるスパッタリングおよび外部からシードされた不純物の放射によるものであり、これを調査する。このアプローチは、COREDIVコードを用いたDEMO放電の統合数値モデリングに基づいており、このコードはコア領域におけるプラズマおよび不純物の1次元動径輸送方程式と、SOLにおける2次元多流体輸送を自己整合的に解く。計算は、誘導型DEMOシナリオおよびタングステン壁とArまたはNeシードを備えたDEMO定常状態構成に対して実行される。検討したすべてのDEMOシナリオにおいて、有意な核融合出力が達成可能である。シードされた不純物フラックスの増加は、プラズマ希釈により核融合出力とQ値(核融合出力と補助加熱出力の比として定義される)の低減をもたらす。全放射はパフ量にほぼ依存せず、コア放射(>90%)が支配的である。シード不純物による放射は小さく、シード不純物の種類は結果に弱い影響しか与えない。パルス型DEMO概念では、利用可能なシード量は制限される。より強いパフに対しては定常状態解は存在しない。解はヘリウム蓄積により終了し、より詳細な調査によって確認されれば、DEMO設計に強い影響を与える可能性がある。