Modeling of dynamic response of SOL-divertor plasmas to an ELM crash

周辺部局在モード崩壊に対するSOL-ダイバータプラズマの動的応答のモデリング

林 伸彦; 滝塚 知典; 細川 哲成*

Hayashi, Nobuhiko; Takizuka, Tomonori; Hosokawa, Masanari*

トカマクのHモードプラズマにおいて、周辺部局在モード(ELM)崩壊は炉心プラズマ端の熱・粒子を周辺プラズマに放出し、ダイバータ板の損耗と寿命を決める重要な現象である。実験において、ELMにより増大した熱・粒子流が調べられている。対流輸送で決まる遅い時間スケールの熱・粒子流の特性は調べられているが、熱伝導や電子の自由運動で決まる速い時間スケールの特性はいまだ明らかでない。さらに、開いた磁力線の両端に位置する2つのダイバータ板で、ELMにより増大した熱負荷に非対称性が現れることが観測された。2次元流体シミュレーションが莫大な計算時間を必要とするのに対して、流体方程式を積分した2点モデルは、実験で観測された多くの静的な特性を容易に再現できる。2点モデルが非対称性を解析できないのに対して、5点モデルは、熱電不安定性の結果生じる静的な非対称特性を明らかにした。本研究では、動的5点モデルを開発し、ELM崩壊に対するSOL-ダイバータプラズマの動的応答を調べる。粒子シミュレーションコードPARASOLを用いて運動論的効果をモデル化し、動的5点モデルに導入する。初期的な結果として、ELM前に非対称性があるとELMが速い時間スケールで非対称性を強く増幅することがわかった。一方、ELM前に対称だとELMは遅い時間スケールで非対称性を誘起する。ELM前後で、非対称性が反転する可能性のあることを明らかにした。ELM崩壊に対するSOL-ダイバータプラズマの動特性の詳細について発表する。

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