非接触プラズマにおける不純物輸送のダイバータ統合モデリング

Integrated divertor modelling of impurity transport in detached plasma

清水 勝宏; 滝塚 知典; 大宅 薫*; 井内 健介*; 仲野 友英; 高山 有道*; 川島 寿人; 星野 一生

Shimizu, Katsuhiro; Takizuka, Tomonori; Oya, Kaoru*; Inai, Kensuke*; Nakano, Tomohide; Takayama, Arimichi*; Kawashima, Hisato; Hoshino, Kazuo

モンテカルロ固有の問題を解決し、モンテカルロ不純物輸送コードIMPMCとダイバータコードSOLDOR/NEUT2Dのセルフコンシステントな結合を行い、統合ダイバータコードを開発した。運動論効果や複雑な炭化水素の解離過程を考慮するには、モンテカルロモデリングが不可欠である。EDDYとの結合をさらに行い、ダイバータ板における炭素材の損耗/再堆積の過程を含めて不純物の輸送を調べることを可能とした。ドームでの反射係数が大きい場合、解離途中で現れる中性炭化水素によって、磁力線を横切り、ドームとの反射を繰り返し主プラズマに混入することが明らかになった。また、ヘリウム輸送における運動論的効果を調べ、リサイクリングがない時には、温度勾配力の運動論効果により、従来の流体による評価に比べてヘリウム圧縮が改善することを明らかにした。しかし、ダイバータにおけるリサイクリングによりこの効果は相対的に小さくなることがわかった。

An integrated divertor simulation code SONIC has been developed. The self-consistent coupling of a Monte Carlo (MC) impurity code IMPMC to a divertor code SOLDOR/NEUT2D is succeeded by overcoming the intrinsic problems of MC modelling for impurity transport. MC modelling for impurity transport is required in order to take into account the kinetic effect and the complex dissociation processes of hydrocarbons. The dynamic evolution of X-point MARFE observed in JT-60U is investigated. The simulation results indicate that the hydrocarbons sputtered from the dome contribute to the enhanced radiation near the X-point. Without the recycling, the kinetic effect of the thermal force improves the helium compression, compared with the conventional (fluid) evaluation. This effect is, however, masked by the recycling at the divertor targets.