One of the critical challenges for long pulse operation of ITER and future fusion reactors is the excessively high heat and particle fluxes on the divertor targets. The divertor detachment offers an effective way for the control of steady state heat flux and erosion at the divertor target. Dedicated experiments have been systematically performed for both H-mode and L-mode plasmas on EAST with ITER-like W divertor in the last two years to further advance detachment physics understanding. The detachment is identified by the rollover of divertor peak particle flux near the strike point during the density ramping up, which correlates with the reduction of electron temperature down to 5 eV, the increase of Dδ/Dα ratio and radiated power. It has been demonstrated that the more closed divertor has a lower density threshold at the onset of detachment on EAST. Furthermore, the detachment density threshold will be reduced when the strike point moves towards the divertor corner. The onset of detachment exhibits a strong asymmetry between inner and outer targets, with the inner target accessing detachment at lower density due to the lower electron temperature, as expected. The effects of the heating power and plasma current on the detachment onset were also investigated. The experimental results show that the density at detachment onset is lower in L-mode relative to H-mode, and increases with the heating power. The detachment density threshold normalized to the Greenwald density limit is lower at a high plasma current.

中文翻译：

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EAST上L型等离子体脱离密度阈值的实验研究

ITER 和未来聚变反应堆的长脉冲运行的关键挑战之一是偏滤器目标上过高的热量和粒子通量。偏滤器分离为控制偏滤器目标处的稳态热通量和侵蚀提供了一种有效的方法。在过去的两年中，已经系统地对 EAST 上的 H 模式和 L 模式等离子体进行了专门的实验，其中包含类似 ITER 的 W 偏滤器，以进一步推进对脱离物理的理解。分离是通过密度上升期间偏滤器峰值粒子通量在撞击点附近的翻转来识别的，这与电子温度降低至 5 eV、Dδ/Dα 比和辐射功率的增加有关。已经证明，在 EAST 分离开始时，更封闭的偏滤器具有更低的密度阈值。此外，当撞击点向偏滤器角移动时，分离密度阈值将降低。脱离的开始表现出内部和外部目标之间的强烈不对称性，正如预期的那样，由于较低的电子温度，内部目标以较低的密度接近脱离。还研究了加热功率和等离子体电流对分离开始的影响。实验结果表明，相对于 H 模式，L 模式中分离开始时的密度较低，并且随着加热功率的增加而增加。在高等离子体电流下，标准化为格林沃尔德密度极限的脱离密度阈值较低。当撞击点向偏滤器角移动时，分离密度阈值将降低。脱离的开始表现出内部和外部目标之间的强烈不对称性，正如预期的那样，由于较低的电子温度，内部目标以较低的密度接近脱离。还研究了加热功率和等离子体电流对分离开始的影响。实验结果表明，相对于 H 模式，L 模式中分离开始时的密度较低，并且随着加热功率的增加而增加。在高等离子体电流下，标准化为格林沃尔德密度极限的脱离密度阈值较低。当撞击点向偏滤器角移动时，分离密度阈值将降低。脱离的开始表现出内部和外部目标之间的强烈不对称性，正如预期的那样，由于较低的电子温度，内部目标以较低的密度接近脱离。还研究了加热功率和等离子体电流对分离开始的影响。实验结果表明，相对于 H 模式，L 模式中分离开始时的密度较低，并且随着加热功率的增加而增加。在高等离子体电流下，标准化为格林沃尔德密度极限的脱离密度阈值较低。正如预期的那样，由于较低的电子温度，内部目标以较低的密度接近脱离。还研究了加热功率和等离子体电流对分离开始的影响。实验结果表明，相对于 H 模式，L 模式中分离开始时的密度较低，并且随着加热功率的增加而增加。在高等离子体电流下，标准化为格林沃尔德密度极限的脱离密度阈值较低。正如预期的那样，由于较低的电子温度，内部目标以较低的密度接近脱离。还研究了加热功率和等离子体电流对分离开始的影响。实验结果表明，相对于 H 模式，L 模式中分离开始时的密度较低，并且随着加热功率的增加而增加。在高等离子体电流下，标准化为格林沃尔德密度极限的脱离密度阈值较低。