SOLPS-Simulationen einer Snowflake-Konfiguration des zukünftigen oberen Divertors von ASDEX Upgrade
Die in einem Fusionsreaktor vom Typ Tokamak zu erwartenden Wärmeflüsse auf die Targetplatten des Divertors stellen extreme Anforderungen an die Materialen. Um die Belastung der Oberflächen zu reduzieren, werden neben der aktuellen Konfiguration mit einem magnetischen X-Punkt (Single Null) auch alternative Divertorgeometrien, wie die Snowflake-Konfiguration, diskutiert.
Wärmeflüsse parallel zu den Magnetfeldlinien auf die äußere Targetplatte (OT) in Single-Null- (SN, blau) und in Snowflake-Konfiguration (SF, rötliche Farben). Bei der SF-Konfiguration ist der Wärmefluss auf zwei Bereiche OT1 und OT2 aufgeteilt.
Wie in einem vorherigen Highlight berichtet, kann der Leistungsfluss in der Snowflake-Konfiguration gegenüber der Single-Null-Konfiguration signifikant reduziert werden. Nun konnten erstmalig Simulationen einer Snowflake-Konfiguration mit dem Transport-Code SOLPS durchgeführt werden. SOLPS ist in der Lage das Divertorplasma auch unter „Detachment" zu simulieren, bei dem der Plasmadruck zu den Targetplatten hin reduziert wird und sich das Plasma bildlich gesehen von den Targetplatten ablöst (detach im Engl.). Es wurde gezeigt, dass sich das Plasma in der Snowflake-Konfiguration leichter von den Targetplatten entkoppeln lässt und dass der Leistungsfluss stärker reduziert wird, als in der Single-Null-Konfiguration. Um diesen Effekt auch im Experiment zu untersuchen, ist zurzeit der Umbau des oberen Divertor von ASDEX Upgrade in Vorbereitung.
Diese Arbeit würde kürzlich in "Plasma Physics and Controlled Fusion" publiziert: