The divertor detachment is important for the improved confinement mode (I-mode) to serve as a reliable operating scenario in future fusion reactors. A reproducible steady-state I-mode operation with the energy detachment of the inner target has been achieved with the lower single-null configuration on the Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST). Compared to the high confinement mode (H-mode), I-mode has a lower electron temperature on the inner divertor target and can achieve energy detachment at a lower density. In addition, dedicated experiments on neon (Ne) seeding to assist the exhaust of steady-state heat flux in I-mode discharges have also been successfully carried out on EAST. A significant reduction of the particle flux caused by the Ne impurity radiation was observed at both inner and outer divertor targets without I-L back-transition on EAST for the first time. This may be due to the ‘corner effect’ of the EAST right-angled divertor with a high divertor closure, which can effectively trap the impurity particles and thus reduce the influence of impurity on the main plasma. Furthermore, good core-edge compatibility was also obtained in the detached I-mode plasma with a radiative divertor. This study offers an attractive scenario of I-mode operation for avoiding excessively high transient and steady-state heat loads simultaneously in future fusion reactors.
ダイバータ剥離は、改善閉じ込めモード（Iモード）が将来の核融合炉において信頼できる運転シナリオとして機能するために重要である。実験先進超伝導トカマク（EAST）において、下部シングルヌル配位で、内側ターゲットのエネルギー剥離を伴う再現可能な定常状態Iモード運転が達成された。高閉じ込めモード（Hモード）と比較して、Iモードは内側ダイバータターゲット上の電子温度が低く、より低い密度でエネルギー剥離を達成できる。さらに、Iモード放電における定常熱流束の排出を支援するためのネオン（Ne）シーディングに関する専用実験も、EASTで成功裏に実施された。EASTにおいて、I-L後退遷移を伴わずに、Ne不純物放射による粒子束の大幅な低減が内側および外側ダイバータターゲットの両方で初めて観測された。これは、高いダイバータ閉鎖性を有するEASTの直角ダイバータの「コーナー効果」によるものと考えられ、この効果は不純物粒子を効果的に閉じ込め、主プラズマへの不純物の影響を低減することができる。さらに、放射ダイバータを備えた剥離Iモードプラズマにおいて、良好なコア・エッジ両立性も得られた。本研究は、将来の核融合炉において過度に高い過渡的および定常的熱負荷を同時に回避するための、魅力的なIモード運転シナリオを提供するものである。