A novel approach for simultaneous power exhaust and edge-localized mode (ELM) control is presented in the Experimental Advanced Superconducting Tokamak discharges, which utilize an ITER-like tungsten divertor. Real-time injection of boron (B) powder and neon (Ne) gas overcomes their limitations encountered when used separately. Pure Ne seeding leads to a narrow operational window constrained by core impurity accumulation and H-mode to L-mode back transitions, while pure solid B injection (SBI) is insufficient for effective divertor cooling. In comparison, their combined use achieves a stable, stationary, ELM-suppressed H-mode with adequate power exhaust. This synergistic scenario features partial energy detachment at the outer divertor while maintaining good plasma confinement (H98 ∼ 1) with minimal degradation. Two key features of this scenario are: (1) the SBI triggers a persistent Edge Harmonic Mode (EHM), which provides a crucial continuous particle transport channel, preventing Ne and tungsten/molybdenum accumulation without flushing out by ELM, and (2) the B + Ne mixture allows for active optimization of the radiated power profile. Core radiation can be reduced by substituting a portion of the Ne with B, leveraging their complementary non-coronal equilibrium radiation efficiencies. This combined B + Ne injection scheme presents a promising pathway toward integrated core-edge scenarios, offering the potential to minimize total impurity throughput while leveraging an actuator (powder injection) already being considered for ITER.
実験先進超伝導トカマク放電において、ITER類似タングステンダイバータを利用した、同時排熱と周辺局在モード（ELM）制御のための新規アプローチを提示する。ホウ素（B）粉末とネオン（Ne）ガスの実時間注入は、それぞれを単独で用いた場合に遭遇する限界を克服する。純粋なNeシーディングは、コア不純物蓄積とHモードからLモードへの逆遷移によって制約される狭い運転窓しかもたらさない一方、純粋な固体B注入（SBI）は効果的なダイバータ冷却には不十分である。対照的に、それらの併用は、適切な排熱を伴う、安定で定常的なELM抑制Hモードを達成する。この相乗効果的シナリオは、良好なプラズマ閉じ込め（H98 ∼ 1）を最小限の劣化で維持しつつ、外側ダイバータにおける部分的なエネルギー・デタッチメントを特徴とする。このシナリオの二つの重要な特徴は、（1）SBIが持続的なエッジ高調波モード（EHM）を誘起し、それが重要な連続粒子輸送チャネルを提供して、ELMによるフラッシュアウトなしにNeおよびタングステン/モリブデンの蓄積を防ぐこと、そして（2）B + Ne混合により放射パワープロファイルの能動的最適化が可能になることである。コア放射は、Neの一部をBで置換し、それらの相補的な非コロナ平衡放射効率を活用することで低減できる。このB + Ne複合注入スキームは、統合されたコア・エッジシナリオへの有望な経路を提示し、総不純物スループットを最小化しつつ、ITERで既に検討されているアクチュエータ（粉末注入）を活用する可能性を提供する。