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Type-I ELM power loads on the closed outer divertor targets in the HL-2A tokamak

J.M. Gao, L.Z. Cai, X.L. Zou, T. Eich, J. Adamek, C.Z Cao, Z.H. Huang, X.Q. Ji, M. Jiang, L. Liu2021年被引用 10Nuclear FusionIF 3出版社

The HL-2A tokamak has a very closed divertor geometry, and a new infrared camera has been installed for high resolution studies of edge-localized mode (ELM) heat load onto the outer divertor targets. The characteristics of power deposition patterns on the lower outer divertor target plates during ELMs are systematically analysed with infrared thermography. The ELM energy loss is in the range of 3%–8% of the total plasma stored energy. The peak heat flux on the outer divertor targets during ELMs currently achieved in HL-2A is about 1.5–3.2 MW m−2, the wetted area is about 0.5–0.7 m2, and the corresponding integrated power decay length at the midplane is about 25–40 mm. The rise time of the ELM power deposition is in the range of about 100 μs to 400 μs, and the decay time is typically 1.5 to 4 times longer than the corresponding rise time. Convective transport along open field lines during the ELM rise phase from the midplane towards the divertor targets is implied due to the correlation of parallel transport time in the scrape-off layer (SOL) and ELM power rise time. The peak ELM energy fluence is compared with those predicted by models and with experimental data from JET, ASDEX Upgrade, MAST, and COMPASS. The results, as a whole, show a good agreement.

日本語訳

HL-2Aトカマクは非常に閉じたダイバータ形状を有しており、周辺局在モード(ELM)の外側ダイバータターゲットへの熱負荷の高分解能研究のために、新しい赤外線カメラが設置されている。ELM中の下部外側ダイバータターゲット板における電力堆積パターンの特性は、赤外線サーモグラフィを用いて系統的に解析されている。ELMエネルギー損失は、プラズマ全蓄積エネルギーの3%~8%の範囲である。HL-2Aで現在達成されているELM中の外側ダイバータターゲット上のピーク熱流束は約1.5~3.2 MW m⁻²であり、濡れ面積は約0.5~0.7 m²、対応する中間面での積分電力減衰長は約25~40 mmである。ELM電力堆積の立ち上がり時間は約100 μsから400 μsの範囲であり、減衰時間は典型的には対応する立ち上がり時間の1.5倍から4倍長い。ELM立ち上がり相における中間面からダイバータターゲットへの開いた磁力線に沿った対流輸送は、スクレイプオフ層(SOL)における平行輸送時間とELM電力立ち上がり時間の相関により示唆される。ピークELMエネルギー密度は、モデルによる予測およびJET、ASDEX Upgrade、MAST、COMPASSからの実験データと比較されている。結果は全体として良好な一致を示している。

装置

asdex-upgrade中精度(概要文一致)jet中精度(概要文一致)mast中精度(概要文一致)

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DivertorEdge localized modeHL-2ADivertor target
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