Recent research has been conducted on the removal of retained fuel particles from the first wall surfaces in the EAST superconducting tokamak, by using direct-current Glow Discharge Cleaning (GDC) under strong magnetic field. The findings from these experiments reveal that GDC can operate in a toroidal field range of 0–2.5 T and achieve high fuel removal rate despite the plasma is strongly confined by the magnetic field. The cleaning process primarily targets the side portion of the limiter adjacent to the GDC anodes on the low field side via thermal desorption to access areas that are typically inaccessible to other plasma types. Additionally, pulsed GDC is less effective than continuous GDC operation under intense magnetic field conditions. The efficiency of pulsed GDC mainly depends on the GDC duty cycle, which further suggests that thermal desorption is the predominant cleaning mechanism in the strong magnetic environment. The integration of Ion Cyclotron Wall Conditioning (ICWC) with GDC in a pulsed mode yields an efficiency increase of roughly 35% over ICWC alone. Furthermore, the new integration cleaning mode can effectively extend the cleaning area. A potential synergy with a variety of discharge cleaning techniques could further extend the cleaning area and improve the efficiency of tritium removal. These insights serve as crucial benchmarks for the removal of retained tritium in the presence of strong magnetic fields in future fusion reactors.
EAST超伝導トカマクにおいて、強磁場下での直流グロー放電洗浄(GDC)を用いて、第一壁表面から滞留燃料粒子を除去する研究が最近実施されている。これらの実験から得られた知見は、GDCがトロイダル磁場0–2.5 Tの範囲で動作可能であり、プラズマが磁場によって強く閉じ込められているにもかかわらず高い燃料除去率を達成することを示している。この洗浄プロセスは、主に低磁場側のGDC陽極に隣接するリミター側面部を熱脱離によって対象とし、他のプラズマ種では通常到達できない領域にアクセスする。さらに、パルスGDCは、強磁場条件下での連続GDC動作よりも効果が低い。パルスGDCの効率は主にGDCのデューティサイクルに依存し、このことは強磁場環境において熱脱離が主要な洗浄メカニズムであることをさらに示唆している。イオンサイクロトロン壁調整(ICWC)をGDCと組み合わせてパルスモードで使用すると、ICWC単独の場合と比較して効率が約35%向上する。さらに、この新たな統合洗浄モードは、洗浄領域を効果的に拡大できる。さまざまな放電洗浄技術との潜在的な相乗効果により、洗浄領域をさらに拡大し、トリチウム除去効率を向上させることができるだろう。これらの知見は、将来の核融合炉における強磁場下での滞留トリチウム除去のための重要な基準となる。