The study of the divertor heat flux is of great importance for the operation of ITER and future fusion devices. In this paper, the behaviors of the widths of the particle flux footprints on the tungsten divertor in EAST have been statistically studied for the first time. A large number of divertor Langmuir probe (Div-LP) data from EAST general discharges in the 2016 campaign have been stepwise selected and analyzed for both L- and H-mode plasmas. It is found that the scaling dependences on poloidal magnetic field for the particle flux fall-off width at the inner tungsten divertor agree well with those at the outer graphite divertor in both L- and H-mode plasmas. The difficulty of extracting reliable footprint widths has been overcome by fitting data from two Div-LP arrays distributed toroidally. The nonlinear regressions of the particle flux fall-off width and particle flux spreading width at the inner tungsten divertor in H-mode plasmas have then been performed. A negative dependence on the plasma stored energy is found in the regression of the particle flux fall-off width and the exponent of the stored energy in the regression is consistent with previous experimental studies. The comparison between the particle flux fall-off width at the tungsten divertor with that at the graphite divertor indicates that statistically the divertor material and the direction of the toroidal magnetic field seem to have no significant influence on the particle flux fall-off width at the inner divertor. In addition, the similar particle flux fall-off width in L- and H-mode plasmas and the in–out asymmetry of the particle flux fall-off width at the graphite divertor have also been shown.
ダイバータ熱流束の研究は、ITERおよび将来の核融合装置の運転にとって極めて重要である。本論文では、EASTにおけるタングステンダイバータ上の粒子束フットプリント幅の挙動を、初めて統計的に調査した。2016年キャンペーンにおけるEASTの一般的な放電から得られた多数のダイバータラングミュアプローブ（Div-LP）データを、LモードおよびHモードプラズマの両方について段階的に選別し、解析した。その結果、内側タングステンダイバータにおける粒子束減衰長のポロイダル磁場に対するスケーリング依存性は、外側グラファイトダイバータにおけるそれとLモードおよびHモードの両方で良く一致することが見出された。信頼性の高いフットプリント幅の抽出という困難は、トロイダル方向に分布した2つのDiv-LPアレイからのデータをフィッティングすることにより克服された。その後、Hモードプラズマにおける内側タングステンダイバータの粒子束減衰長および粒子束広がり幅の非線形回帰が実施された。粒子束減衰長の回帰式においては、プラズマ蓄積エネルギーの負の依存性が見出され、その指数は先行研究の実験結果と一致した。タングステンダイバータとグラファイトダイバータにおける粒子束減衰幅の比較から、統計的に見て、ダイバータ材料およびトロイダル磁場の方向は内側ダイバータの粒子束減衰幅に有意な影響を及ぼさないことが示された。さらに、LモードとHモードプラズマにおける粒子束減衰幅の類似性、およびグラファイトダイバータにおける粒子束減衰幅の内外非対称性も示された。