This study investigated the radial propagation of edge-localized-mode (ELM) filaments and boundary turbulence characteristics with divertor heat flux mitigation in the small-ELM regime on the HL-2A tokamak. Divertor nitrogen seeding mitigated divertor heat flux while maintaining high plasma performance ( and , with negligible degradation of total stored energy and energy confinement time. In the pedestal, the pressure gradient and ELM amplitudes decreased after divertor heat flux mitigation. Magnetic perturbation diminished while electrostatic turbulence increased, with poloidal velocity shear remaining unchanged in the pedestal. Turbulent particle flux and perpendicular heat flux decreased in the far scrape-off layer (SOL) region. The ELM-filament burst rates and conditionally averaged amplitudes from the pedestal to the near-SOL and far-SOL regions were systematically investigated before and after heat flux mitigation. In the pedestal, the ELM-filament burst rates increased, whereas the ELM-filament amplitudes decreased after heat flux mitigation. The evolution of near-SOL filaments was partially reflected by that at the outer divertor target (). At the divertor target, the filament burst rates were larger at but became smaller at . The burst rate of filaments in the far-SOL region () decreased dramatically, resulting in a significant reduction in filament transport after divertor heat flux mitigation. These results provide deeper insights into the radial propagation of ELM filaments and aid in understanding power deposition on the first wall in the small-ELM regime.
本研究は、HL-2Aトカマクにおける小ELM領域での周辺局在モード（ELM）フィラメントの径方向伝播と、ダイバータ熱流束低減を伴う境界乱流特性を調査したものである。ダイバータへの窒素シーディングにより、高プラズマ性能（および）を維持しつつダイバータ熱流束を低減し、全蓄積エネルギーおよびエネルギー閉じ込め時間の劣化は無視できる程度であった。ペデスタルでは、ダイバータ熱流束低減後に圧力勾配とELM振幅が減少した。磁気擾乱は減少した一方で静電乱流は増加し、ペデスタルにおけるポロイダル速度シアは変化しなかった。乱流粒子束および垂直熱流束は、遠スクレイプオフ層（SOL）領域で減少した。ELMフィラメントのバースト率および条件付き平均振幅を、ペデスタルから近SOLおよび遠SOL領域にわたって、熱流束低減の前後で系統的に調査した。ペデスタルでは、熱流束低減後にELMフィラメントのバースト率は増加した一方、ELMフィラメント振幅は減少した。近SOLフィラメントの進展は、外側ダイバータターゲット（）での進展に部分的に反映された。ダイバータターゲットでは、フィラメントのバースト率はでより大きかったが、ではより小さくなった。遠SOL領域（）でのフィラメントのバースト率は劇的に減少し、その結果、ダイバータ熱流束低減後にフィラメント輸送が大幅に低減した。これらの結果は、ELMフィラメントの径方向伝播に関するより深い洞察を提供し、小ELM領域における第一壁への電力堆積の理解に役立つ。