One of the critical challenges for long pulse operation of ITER and future fusion reactors is the excessively high heat and particle fluxes on the divertor targets. The divertor detachment offers an effective way for the control of steady state heat flux and erosion at the divertor target. Dedicated experiments have been systematically performed for both H-mode and L-mode plasmas on EAST with ITER-like W divertor in the last two years to further advance detachment physics understanding. The detachment is identified by the rollover of divertor peak particle flux near the strike point during the density ramping up, which correlates with the reduction of electron temperature down to 5 eV, the increase of Dδ/Dα ratio and radiated power. It has been demonstrated that the more closed divertor has a lower density threshold at the onset of detachment on EAST. Furthermore, the detachment density threshold will be reduced when the strike point moves towards the divertor corner. The onset of detachment exhibits a strong asymmetry between inner and outer targets, with the inner target accessing detachment at lower density due to the lower electron temperature, as expected. The effects of the heating power and plasma current on the detachment onset were also investigated. The experimental results show that the density at detachment onset is lower in L-mode relative to H-mode, and increases with the heating power. The detachment density threshold normalized to the Greenwald density limit is lower at a high plasma current.
ITERおよび将来の核融合炉における長時間パルス運転の重要な課題の一つは、ダイバータターゲットへの過度に高い熱流束と粒子束である。ダイバータのデタッチメントは、定常状態の熱流束とターゲットの損耗を制御するための効果的な手段を提供する。過去2年間、EASTにおいてWダイバータを備えたHモードおよびLモードプラズマの両方で、デタッチメントの物理的理解をさらに進めるための専用実験が系統的に実施されてきた。デタッチメントは、密度ランプアップ中のストライク点近傍におけるダイバータ粒子束のロールオーバーによって同定され、これは電子温度の5 eVまでの低下、Dα/Dδ比の増加、および放射パワーの増加と相関する。より閉じたダイバータがEASTにおけるデタッチメント開始時の密度閾値がより低いことが実証されている。さらに、デタッチメント密度閾値は、ストライク点がダイバータコーナー方向に移動すると低減される。デタッチメントの開始は、内側ターゲットと外側ターゲットの間で強い非対称性を示し、予想通り、内側ターゲットはより低い密度でデタッチメントに到達する。これは、より低い電子温度によるものである。加熱パワーとプラズマ電流がデタッチメント開始に及ぼす影響も調査された。実験結果は、デタッチメント開始時の密度がLモードではHモードよりも低く、加熱パワーの増加とともに上昇することを示している。デタッチメント密度閾値は、グリーンワルド密度限界で規格化すると、高プラズマ電流においてより低い値となる。