The effects of edge-localized modes (ELMs) on divertor particle and heat fluxes were investigated for the first time in the Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST). The experiments were carried out with both double null and lower single null divertor configurations, and comparisons were made between the H-mode plasmas with lower hybrid current drive (LHCD) and those with combined ion cyclotron resonance heating (ICRH). The particle and heat flux profiles between and during ELMs were obtained from Langmuir triple-probe arrays embedded in the divertor target plates. And isolated ELMs were chosen for analysis in order to reduce the uncertainty resulting from the influence of fast electrons on Langmuir triple-probe evaluation during ELMs. The power deposition obtained from Langmuir triple probes was consistent with that from the divertor infra-red camera during an ELM-free period. It was demonstrated that ELM-induced radial transport predominantly originated from the low-field side region, in good agreement with the ballooning-like transport model and experimental results of other tokamaks. ELMs significantly enhanced the divertor particle and heat fluxes, without significantly broadening the SOL width and plasma-wetted area on the divertor target in both LHCD and LHCD + ICRH H-modes, thus posing a great challenge for the next-step high-power, long-pulse operation in EAST. Increasing the divertor-wetted area was also observed to reduce the peak heat flux and particle recycling at the divertor target, hence facilitating long-pulse H-mode operation. The particle and heat flux profiles during ELMs appeared to exhibit multiple peak structures, and were analysed in terms of the behaviour of ELM filaments and the flux tubes induced by modified magnetic topology during ELMs.
周辺局在モード（ELM）がダイバータ粒子および熱流束に及ぼす影響を、実験先進超伝導トカマク（EAST）において初めて調査した。実験は、ダブルヌルおよびローワーシングルヌルの両ダイバータ配位で実施し、低域混成波電流駆動（LHCD）によるHモードプラズマと、イオンサイクロトロン共鳴加熱（ICRH）を併用したHモードプラズマとの比較を行った。ELM間およびELM中の粒子および熱流束分布は、ダイバータ標的板に埋め込まれたラングミュア三探針アレイから取得した。また、ELM中の高速電子がラングミュア三探針評価に及ぼす影響による不確実性を低減するため、孤立したELMを解析対象として選択した。ラングミュア三探針から得られた電力堆積は、ELMのない期間におけるダイバータ赤外線カメラの結果と一致した。ELM誘起の径方向輸送は主に低磁場側領域から生じることが実証され、これはバルーニング様輸送モデルおよび他トカマクの実験結果とよく一致した。ELMはダイバータ粒子および熱流束を有意に増大させたが、LHCDおよびLHCD＋ICRHの両Hモードにおいて、スクレイプオフ層（SOL）幅およびダイバータ標的板上のプラズマ接触面積を有意に拡大することはなかった。したがって、これは次段階の高電力・長パルス運転にとって大きな課題となる。また、ダイバータ接触面積の増大により、ダイバータ標的におけるピーク熱流束と粒子リサイクリングが低減し、長パルスHモード運転が容易になることも観測された。ELM中の粒子および熱流束分布は複数のピーク構造を示し、これらはELMフィラメントの挙動およびELM中の修正された磁気トポロジーによるフラックスチューブの観点から解析された。