１	Heat	 flux	 &	 Disruption	 (session	 6-10)概要
第18回ITPA	 SOL・ダイバータ物理グループ会合�
朝倉伸幸	
日本原子力研究開発機構		
平成25年度 ダイバータおよびPWI合同研究会 ：	 
第1回プラズマ物理クラスター・スクレープオフ層とダイバータ物理サブクラスター会合	
第3回炉工学クラスター・ブランケットサブクラスター会合	
第1回炉工学クラスター・ダイバータサブクラスター会合	
平成25年度筑波大学プラズマ研究センターシンポジウム	
双方向型共同研究「磁化プラズマ中の壁不純物粒子挙動とプラズマ特性への影響 」会合	

平成25年8月29-30日 つくばサイエンスインフォメーションセンタ− 	18th ITPA SOL &Divertor Physics TG meeting (Hefei)	 １	  2	・ 3月19-22日の4日間、中国科学院プラズマ物理研究所(合肥)で開催，合計87名の参加：	
中(60)，欧(13)，米(5)，日(4)，韓(2)およびITER機構(3)．プラ核学会誌6月号参照	
・ 中国から60名の参加があり，中国各地の研究機関や大学から核融合以外の分野(材料工学やプロセスプラズマ関係など)の若い研究者も多く参加していた．	
・ ITER機構から依頼された物理課題： （１）プラズマ輸送と定常及びパルス熱負荷の評価・制御， （２） タングステンのプラズマ対向特性全般， （３）ベリリウム第一壁およびタングステン・ダイバータ材の損耗堆積･水素蓄積･ダストを総合的に検討	
・ ITER機構からの｢開始からフルタングステンダイバータ｣提案について意見がまとめられた	
・ ITER機構の代表者より，ITER日本国内機関(JAEA)が製作した炭素-タングステン・ダイバータ実規模プロトタイプユニットに関する熱負荷試験(最大20MW/m2，10秒間を800サイクル)がエフレモフ研究所で本年実施され，大きなプラズマ熱負荷が予想されるタングステン部分についても成功したことが報告され，ITPA参加の研究者からも高く評価された． 	

18th ITPA SOL &Divertor Physics TG meeting (Hefei) 2	 

タングステン・ベリリウムへのリテンション	

ダスト関係：	
JET-CとILWのダスト生成量	（生成率の定義法？）	

JET-ILWでのダイバータ及び第一壁での状況	

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18th ITPA SOL &Divertor Physics TG meeting (Hefei) 3	 
DIII-DでのSOL熱流束分布と	EASTでのダイバータ熱負荷分布	の評価	
内側リミター配位（立ち上げ）における熱負荷分布スケール	
（分布幅と第一壁での広がり）	

ELM熱流データ（JET-ILW/AUG)	

非接触ダイバータの実験データ
ベースとモデリング検討	

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18th ITPA SOL &Divertor Physics TG meeting (Hefei) 4	 

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高熱負荷に対するタングステン損傷	

MD-PWIモデリング	

タングステンダイバータ工学・試験（EAST & ITER：JA−DA)	

運転開始後10年間にわたり「フルタングステン・ダイバータ」で行うITER機構の提案に関して， 	(Session15) 定常及びパルス熱負荷によるタングステン対向材に関する評価(代表：Coenen)，(Session16) トリチウムの容器内への蓄積・除去およびダストの評価(代表：Tsitrone)， 	
(Session17) 水素同位体及びヘリウムプラズマ照射によるタングステンの表面変化やベリリウムとの合金化による影響の評価(代表：上田)，	
(Session18) ダイバータ運転やプラズマへの蓄積・制御，コンディショニングなどの評価(代表：Brezinsek)，が総括	

SOL width, Divertor heat flux, Detachment sessions (6-10)	  6	以前の検討にプラスして新たなデータベースのまとめが発表された	
DIII-DでのSOL熱流束分布と	EASTでのダイバータ熱負荷分布	の評価	
内側リミター配位（立ち上げ）における熱負荷分布スケール	
（分布幅と第一壁での広がり）	

ELM熱流データ（JET-ILW/AUG)	

非接触ダイバータの実験データとモデリング検討（AUG&JET)	

SOLでの定常熱流束の分布幅	 (DIII-D)	 

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ダイバータでの熱負荷分布の理解にはSOLの熱流束分布(q//)の理解が必要	 ⇒ セパラトリクス-SOLでの分布とMHD不安定性解析により、熱流束分布が決まる機構を理解	 ・トムソン散乱（赤道面）+CXRS(Ti分布)によるELM間での計測データを解析	 
・+-1cm程度の幅で各種のフィットを試みる ⇒ 勾配の評価に敏感	 パラメータスキャン：
Ip=0.5-1.5MA,δup=0.1-0.4,	 
PNB=1.5-8.5MW	 	 ⇒ Ip依存性（λq=4->2mmへ減少）はEickスケール同様強い	δup	 &	 PNB依存性も考えられる	 	

ne,Te,Pe とその勾配についてフィッティングによる傾向を検討（省略）	
セパラトリクスやSOLではイオン温度とその勾配が総プラズマ圧力に寄与	
ブートストラップ電流の寄与を入れたバルニング不安定解析（高n)では、	セパラトリクス付近の勾配は1st 安定化の限界により決まる（低磁場側に局在）	
⇒ Ip以外のδup,PNB依存性についても傾向を説明可能	内側リミター配位（立ち上げ）における熱負荷分布スケール１	8	

ITERの高磁場側ブランケットの形状設計からの要請	

ToreSupraからは入力パワーによる依存則が報告：	 リミター運転でのスケーリングを検討	
データベースはダイバータでのスケーリングでは分散	内側リミター配位（立ち上げ）における熱負荷分布スケール２	9	

最もdiviationが小さいフィット（上段中）で行った場合	7.5MAで50mm程度と思われる	・フィットに使用したデータは主にプローブ測定を基本	

・JETなどのIRTVではセパラトリクス近く(<10mm) で急勾配を観測�

・磁場・電流方向を4通り変え、角度による熱負荷の違いイオン・電子側の非対称性などを検討（OH放電）	
・角度による熱負荷の違い：	
下流での拡散の増加する効果(Funnel effect)はなく、10°板のほうが熱負荷は増加	
・非対称性： 電子側の方が熱負荷大 さらに、PS-flowの寄与も考えられる	
・基本的には単純な熱負荷モデルで設計可能	
セパラトリクス付近での熱流増加は指摘	

JET-ILWにおける高磁場側第一壁の損傷報告：	
8X: 920Cで溶融が発生することを観測 ⇒ 900Cのインターロックは適切	
トロイダル非対称性に対処必要、JxBにより上方向にギャップを越え輸送、	リミター頂点付近で熱流束が急に増加	

JET-ILWではペデスタルのエネルギーがCダイバータ(JET-C)と比較して減少（高密度、不純物ガスパフ時は同レベルに達する）： Ip=1.3-3MA	Divertor modelling(SOLPS5） & experiment (JET-ILW&AUG) 	

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報告１：AUG DIV-I(open) DIV-II(semi-close) JETでの Eick scaleのS-parameterの考察（ガスパフ無しで接触ダイバータ）⇒ 閉型が進むにつれ増加（0.5 -> 2mm)	
報告２：Sep密度増加（0.5->1.8x1019m-3)によるSの増加の評価（SOLPS): 10倍程度に増加	
報告３：N2 seeding （Lモード）におけるAUGとJET-ILWとの比較（以下は計算結果のみ）	
・両者中程度の密度での放射損失割合は50-60% (Expとほぼ一致）	
・JETの場合のみ高放射パワー解が収束	
・少ないN2パフ(1/2-1/10）で高放射損失領域に達する	
・それに従い重水素パフを減少	
・ドリフト効果の導入は放射損失、非対称性が増加（実験に近づく）	
報告４：非接触ダイバータの理解 高磁場側のダイバータで揺動の発生（PSIでも報告）	
・高安全係数では低密度でも発生（揺動周期は同じ）	
・加熱方法(NB/ECH)によらず発生	
・Ip/Btが低いときは、低密度でも発生	
報告５：内側ダイバータでの非接触モデリング⇒揺動輸送の増加が寄与（IAEAでも報告）	
報告６：HモードでのN2パフ実験のシミュレーションを開始	
AUGで非接触を安定得る最も有効な方法	

Divertor modelling(SOLPS4.3-EDGE2D/Eirene） in JET	11	JET C vs ILW でのLモードでの密度増加実験モデリング	
・上流エッジプラズマは測定を再現するようχ, Dを変化	
・スパッタリング率は放射損失分布を再現するよう設定	
・AMD A&Mデータの導入：弾性散乱の寄与⇒Lower Is	
・Be/Wについては放射損失分布が合わないせいか、ダイバータ計算結果を出していない	
報告1：ダイバータでの粒子束分布（熱流束分布も同様）	
EDGE2Dの方がSOLPSよりも大きくなる	
報告２：SOLPSとEDGE2D同様の傾向を示す	
・ roll-overはSOLPSの方が高密度で発生（Total Pradは同程度）	
・ 形状効果は同様な傾向：	
内側ダイバータ（垂直）ではストライク点から非接触していく	
外側ダイバータ（水平に近い）では（広い領域で）同時に非接触になる