A new lower tungsten divertor has been developed and installed in the EAST superconducting tokamak to replace the previous graphite divertor with power handling capability increasing from <2 MW m−2 to ∼10 MW m−2, aiming at achieving long-pulse H-mode operations in a full metal wall environment with the steady-state divertor heat flux of ∼10 MW m−2. A new divertor concept, 'corner slot' (CS) divertor, has been employed. By using the 'corner effect', a strongly dissipative divertor with the local buildup of high neutral pressure near the corner can be achieved, so that stable detachment can be maintained across the entire outer target plate with a relatively lower impurity seeding rate, at a separatrix density compatible with advanced steady-state core scenarios. These are essential for achieving efficient current drive with low-hybrid waves, a low core impurity concentration and thus a low loop voltage for fully non-inductive long-pulse operations. Compared with the highly closed small-angle-slot divertor in DIII-D, the new divertor in EAST exhibits the following merits: (1) a much simpler geometry with integral cassette body structure, combining vertical and horizontal target plates, which are more suitable for actively water-cooled W/Cu plasma facing components, facilitating installation precision control for minimizing surface misalignment, achieving high engineering reliability and lowering the capital cost as well; (2) it has much greater flexibility in magnetic configurations, allowing for the position of the outer strike point on either vertical or horizontal target plates to accommodate a relatively wide triangularity range, δl = 0.4–0.6, thus enabling to explore various advanced scenarios. A water-cooled copper in-vessel coil has been installed under the dome. Five supersonic molecular beam injection systems have been mounted in the divertor to achieve faster and more precise feedback control of the gas injection rate. Furthermore, this new divertor allows for double null divertor operation and slowly sweeping the outer strike point across the horizontal and vertical target plates to spread the heat flux for long-pulse operations. Preliminary experimental results demonstrate the 'corner effect' and are in good agreement with simulations using SOLPS-ITER code including drifts. The EAST new divertor provides a test-bed for the closed divertor concept to achieve steady-state detachment operation at high power. Next step, a more closed divertor, 'sharp-cornered slot' divertor, building upon the current CS divertor concept, has been proposed as a candidate for the EAST upper divertor upgrade.
新しい下部タングステンダイバータが、EAST超伝導トカマクにおいて開発され設置され、従来のグラファイトダイバータを置き換え、熱負荷処理能力が<2 MW m−2から∼10 MW m−2へ増加し、∼10 MW m−2の定常ダイバータ熱流束を伴う全金属壁環境での長時間パルスHモード運転の達成を目指している。新しいダイバータ概念である「コーナースロット」（CS）ダイバータが採用された。「コーナー効果」を用いることにより、コーナー近傍での高中性粒子圧力の局所的蓄積を伴う強散逸ダイバータが達成でき、その結果、比較的低い不純物シーディング率で、先進定常コアシナリオと両立するセパラトリクス密度において、外側ターゲットプレート全体にわたって安定したデタッチメントを維持できる。これらは、低ハイブリッド波による効率的な電流駆動、低コア不純物濃度、そして完全非誘導長時間パルス運転のための低ループ電圧を達成するために不可欠である。DIII-Dの高閉鎖小角度スロットダイバータと比較して、EASTの新しいダイバータは以下の利点を示す：(1) 垂直および水平ターゲットプレートを組み合わせた一体型カセットボディ構造を有するはるかに単純な形状であり、能動水冷式W/Cuプラズマ対向部品により適しており、表面のミスアライメントを最小化するための設置精度管理を容易にし、高い工学的信頼性を達成し、資本コストも低減する；(2) 磁気配位におけるはるかに大きな柔軟性を有し、外側ストライク点を垂直または水平ターゲットプレートのいずれかに配置することを可能にして、比較的広い三角形度範囲δl = 0.4–0.6に対応し、それによって様々な先進シナリオの探求を可能にする。水冷銅製容器内コイルがドーム下に設置されている。5つの超音速分子ビーム入射システムがダイバータ内に設置され、ガス入射率のより高速かつより精密なフィードバック制御を実現している。さらに、この新しいダイバータは、ダブルヌルダイバータ運転と、長時間パルス運転のために熱流束を分散させるべく外側ストライク点を水平および垂直ターゲットプレートにわたってゆっくり掃引することを可能にする。予備的な実験結果は「コーナー効果」を実証しており、ドリフトを含むSOLPS-ITERコードを用いたシミュレーションとよく一致している。EASTの新しいダイバータは、高電力での定常デタッチメント運転を達成するための閉鎖型ダイバータ概念のテストベッドを提供する。次のステップとして、現在のCSダイバータ概念に基づく、より閉鎖的なダイバータである「シャープコーナースロット」ダイバータが、EAST上部ダイバータアップグレードの候補として提案されている。