The first EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) plasma ignited in 2006 with non-actively cooled steel plates as the plasma-facing materials and components (PFMCs) which were then upgraded into full graphite tiles bolted onto water-cooled copper heat sinks in 2008. The first wall was changed further into molybdenum alloy in 2012, while keeping the graphite for both the upper and lower divertors. With the rapid increase in heating and current driving power in EAST, the W/Cu divertor project was launched around the end of 2012, aiming at achieving actively cooled full W/Cu-PFCs for the upper divertor, with heat removal capability up to 10 MW m−2. The W/Cu upper divertor was finished in the spring of 2014, consisting of 80 cassette bodies toroidally assembled. Commissioning of the EAST upper W/Cu divertor in 2014 was unsatisfactory and then several practical measures were implemented to improve the design, welding quality and reliability, which helped us achieve successful commissioning in the 2015 Spring Campaign. In collaboration with the IO and CEA teams, we have demonstrated our technological capability to remove heat loads of 5000 cycles at 10 MW m−2 and 1000 cycles at 20 MW m−2 for the small scale monoblock mockups, and surprisingly over 300 cycles at 20 MW m−2 for the flat-tile ones. The experience and lessons we learned from batch production and commissioning are undoubtedly valuable for ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) engineering validation and tungsten-related plasma physics.
最初のEAST(実験先進超伝導トカマク)プラズマは、非冷却鋼板をプラズマ対向材料・部品(PFMC)として2006年に点火されたが、その後、水冷銅ヒートシンクにボルト締めされた全面グラファイトタイルへとアップグレードされた。第一壁は2012年にモリブデン合金へさらに変更され、上部・下部ダイバータにはグラファイトが維持された。EASTにおける加熱・電流駆動パワーの急速な増大に伴い、W/Cuダイバータプロジェクトが2012年頃に開始され、上部ダイバータ用の水冷式フルW/Cu PFMCの実現を目指した。その除熱能力は最大10 MW m⁻²に達する。W/Cu上部ダイバータは2014年春に完成し、80個のカセットボディがトロイダル方向に組み立てられた。2014年のEAST上部W/Cuダイバータのコミッショニングは不満足な結果であったが、設計、溶接品質、信頼性を改善するためのいくつかの実践的対策が実施され、その結果、2015年春のキャンペーンでのコミッショニングは成功を収めた。IOおよびCEAチームとの協力により、小型モノブロックモックアップでは10 MW m⁻²で5000サイクル、20 MW m⁻²で1000サイクルの除熱能力を実証した。さらに驚くべきことに、フラットタイル型モックアップでは20 MW m⁻²で300サイクル以上を達成した。バッチ生産とコミッショニングから得られた経験と教訓は、ITER(国際熱核融合実験炉)の工学検証およびタングステン関連のプラズマ物理にとって間違いなく貴重なものである。