偏滤器靶部分脱靶对H模等离子体边界性能影响的机理研究

Partial divertor detachment is one of the promising methods for target heat load mitigation. It can strongly relax the ELMs heat flux and elongate the life time of the target surface material in H-modes. However, lower confinement is observed when the plasma is detached. The underline physics are not understood, yet. Focusing on the newest issue of detachment physics, we would like to investigate the effect of detachment on edge plasma parameters based on impurity feed-back injection system and edge as well as divertor diagnostics at the EAST tokamak. The quantity relationship between impurity injecting rate and heat flux mitigation at the inner and outer targets will be revealed. The underline physics of the impact of different detachment states on edge parameters like, density and temperature can be understood. After these investigations a nice discharging scenario could be found out with the target heat flux suppression by the detachment while remaining a high plasma performance.

偏滤器部分脱靶是一种很有前途的托卡马克（Tokamak）热流缓解方法，可以有效地抑制高参数放电中边缘局域模(ELMs)热流对靶板材料的破坏性轰击。然而在实验中观察到脱靶过程中H模约束性能发生了下降，其机理尚不明确。本项目瞄准偏滤器脱靶研究的国际前沿，利用杂质气体注入反馈控制系统，借助高时空分辨边界和偏滤器区域关键性诊断工具，在EAST装置上开展偏滤器脱靶对H模边界等离子体参数性能影响的机理研究。阐明杂质气体注入速率和内外靶板热流缓解的定量关系。揭示不同偏滤器脱靶状态下边界等离子体温度、密度等参数改变的潜在机理。该研究为实现既利用脱靶缓解靶板热流又保持较高的等离子体约束性能，提供了科学性的技术途径。

偏滤器部分脱靶是一种很有前途的托卡马克（Tokamak）热流缓解方法，可以有效地抑制高参数放电中边缘局域模(ELMs)热流对靶板材料的破坏性轰击。总体来说，本项目“偏滤器靶部分脱靶对H模等离子体边界性能影响的机理研究”在2019-2021年EAST年度实验中进展顺利。获得了较为丰富的实验数据，并取得了一系列“亮点”的物理研究工作。项目主要进展包括：1）完成了靶板温度快速感应器的研制工作；2）实现了H模偏滤器靶板热流缓解和偏滤器脱靶等离子体放电实验；3）使用杂质注入反馈控制系统实现偏滤器部分脱靶且维持较高约束性能相兼容运行模式和4）对偏滤器部分脱靶抑制边缘局域模的物理机制新认识等。该项目研究的开展，对于未来大型磁约束聚变装置如CFETR，在靶板热流控制方面具有一定的借鉴作用。