Partial detachment is the desired regime for the baseline burning plasma scenario in ITER and other next-step devices, as it allows for the dissipation of the majority of the energy carried by charged particles through the scrape-off-layer and thus avoids localised heat flux deposition in the divertor region. The COMPASS tokamak is equipped with an open divertor and has a relatively short connection length, both factors being unfavourable for access to detachment. As such, it only allows for the approach to naturally detached operation at very high line-averaged densities (>1020 m−3), which are incompatible with maintaining the ELMy H-mode regime. In order to achieve detachment at lower densities, impurities (such as nitrogen) must be injected into the plasma in the divertor region.A series of experiments with impurity injection in the range of 1–9 1020 molecules per second at different locations in the divertor were performed with the aim being to cool the plasma and influence particle and heat transport onto the divertor targets and provoke partial detachment. Previously reported results (Komm et al 2017 Proc. of the 44th EPS Conf. P1.118) were largely extended by injection of nitrogen at the outer divertor target.In order to analyze the divertor heat flux footprint in seeded plasmas, the buffered heat flux qB was introduced, with the radial profile being approximated by an exponential decay. A new set of generic parameters—the peak heat flux , the fraction of power reaching the target and divertor footprint spreading factor Sf — were proposed to characterise the divertor footprint under detached conditions.
部分剥離状態は、ITERや他の次世代装置におけるベースライン燃焼プラズマシナリオにとって望ましい状態であり、スクレイプオフ層を通じて荷電粒子が運ぶエネルギーの大部分を散逸させ、それによってダイバータ領域における局所的な熱流束の集中を回避することができる。COMPASSトカマクは開放型ダイバータを備え、接続長が比較的短いため、剥離状態への到達には不利な要因となっている。そのため、自然な剥離運転は非常に高い線平均密度（>10²⁰ m⁻³）でのみ達成可能であり、これはELMy Hモード regime の維持とは両立しない。より低い密度で剥離を達成するには、ダイバータ領域への不純物（例えば窒素）の注入が必要となる。ダイバータ内の異なる位置への不純物注入（毎秒1〜9×10²⁰分子）を用いた一連の実験が実施され、プラズマの冷却と、ダイバータターゲットへの粒子および熱輸送の制御、そして部分剥離の誘発を目的とした。既報の結果（Komm et al 2017 Proc. of the 44th EPS Conf. P1.118）は、外側ダイバータターゲットへの窒素注入によって大幅に拡張された。シードプラズマにおけるダイバータ熱流束フットプリントを解析するため、バッファード熱流束 q_B が導入され、その径方向プロファイルは指数関数的減衰で近似された。剥離条件下でのダイバータフットプリントを特徴付けるために、新たな一連の汎用パラメータ——ピーク熱流束 、ターゲットに到達する電力の割合 、およびダイバータフットプリント拡がり係数 S_f ——が提案された。