The reduction of the incident heat flux onto the divertor will be a necessity for the future thermonuclear reactors. Impurity seeding is recognized as an efficient way to achieve the partial detachment regime, which allows to dissipate a large fraction of power flux by radiation. This paper presents a heat flux real-time feedback system (RTFS) based on impurity seeding controlled by a combined ball-pen and Langmuir probe divertor array in the COMPASS tokamak. A number of features of the system have been studied, such as the type of impurity, seeding location, constants used in the real-time controller and the diagnostic selections. A detailed description of the designed RTFS and the results of the implementation are presented. The findings confirm the applicability of the RTFS for reduction and control of the divertor heat fluxes. Another important implication of this research is the ability of installing such systems in next-step devices.
ダイバータへの入射熱流束の低減は、将来の核融合炉にとって必須の要件となる。不純物入射は、部分的なデタッチメント状態を達成するための有効な手法として認識されており、これにより放射によって熱流束の大部分を散逸させることが可能となる。本論文では、COMPASSトカマクにおいて、ボールペンプローブとラングミュアプローブを組み合わせたダイバータアレイによって制御される、不純物入射に基づく熱流束リアルタイムフィードバックシステム（RTFS）を提示する。本システムの特徴として、不純物の種類、入射位置、リアルタイムコントローラに用いる定数、および診断の選択など、多岐にわたる項目について検討を行った。設計したRTFSの詳細な説明とともに、実装結果を示す。その結果は、ダイバータ熱流束の低減および制御に対するRTFSの適用可能性を実証するものである。さらに、本研究の重要な意義として、次世代装置への本システムの導入可能性が挙げられる。