Double peaks of divertor tungsten erosion during type-I edge-localized modes (ELMs) were observed in the EAST tokamak. To study this unique phenomenon, an analytical model of plasma expansion into vacuum was used to investigate the ELM parallel transport along the magnetic field line to the divertor target. The modeling results reveal that during ELM bursts, the energetic C6+ transport is slower than the main ions due to a lower initial thermal speed. The time of C6+ arriving at the divertor target from the modeling is consistent with the second tungsten erosion peak. Based on the particle flux from the transport model, a newly developed mixed-material model quantitively reproduced the intra-ELM tungsten erosion profiles for both deuterium and helium discharges. A lithium–carbon coating makes the heavier impurity (C6+) comparatively more effective than the main ions on tungsten sputtering, and thus makes the second tungsten erosion peak more remarkable on EAST experiments.
EASTトカマクにおいて、型I周辺局在モード(ELM)中のダイバータタングステン侵食の二重ピークが観測された。この特異な現象を研究するため、真空中へのプラズマ膨張の解析モデルを用いて、ダイバータ標的への磁力線に沿ったELM平行輸送を調査した。モデリング結果から、ELMバースト中、高エネルギーC6+の輸送は、初期熱速度が低いため主イオンよりも遅いことが明らかになった。モデリングからのC6+がダイバータ標的に到達する時間は、2番目のタングステン侵食ピークと一致する。輸送モデルからの粒子束に基づき、新たに開発した混合材料モデルは、重水素およびヘリウム放電の両方について、ELM中のタングステン侵食プロファイルを定量的に再現した。リチウム-炭素被覆により、重い不純物(C6+)は主イオンよりもタングステンスパッタリングに対して相対的に効果的となり、その結果、EAST実験において2番目のタングステン侵食ピークがより顕著になる。