<p>Exhausting power from the hot fusion core to the plasma-facing components is one fusion energy’s biggest challenges. The MAST Upgrade tokamak uniquely integrates strong containment of neutrals within the exhaust area (divertor) with extreme divertor shaping capability. By systematically altering the divertor shape, this study shows the strongest evidence to date to our knowledge that long-legged divertors with a high magnetic field gradient (total flux expansion) deliver key power exhaust benefits without adversely impacting the hot fusion core. These benefits are already achieved with relatively modest geometry adjustments that are more feasible to integrate in reactor designs. Benefits include reduced target heat loads and improved access to, and stability of, a neutral gas buffer that ‘shields’ the target and enhances power exhaust (detachment). Analysis and model comparisons shows these benefits are obtained by combining multiple shaping aspects: long-legged divertors have expanded plasma-neutral interaction volume that drive reductions in particle and power loads, while total flux expansion enhances detachment access and stability. Containing the neutrals in the exhaust area with physical structures further augments these shaping benefits. These results demonstrate strategic variation in the divertor geometry and magnetic topology is a potential solution to one of fusion’s power exhaust challenge.</p><p></p>

错误:搜索内容不能为空,请输入英文关键词
错误:关键词超出字数限制,请精简
高级检索

Divertor shaping with neutral baffling as a solution to the tokamak power exhaust challenge

  • Kevin Verhaegh,
  • James Harrison,
  • David Moulton,
  • Bruce Lipschultz,
  • Nicola Lonigro,
  • Nick Osborne,
  • Peter Ryan,
  • Christian Theiler,
  • Tijs Wijkamp,
  • Dominik Brida,
  • Cyd Cowley,
  • Gijs Derks,
  • Rhys Doyle,
  • Fabio Federici,
  • Bob Kool,
  • Olivier Février,
  • Antti Hakola,
  • Stuart Henderson,
  • Holger Reimerdes,
  • Andrew Thornton,
  • Nicola Vianello,
  • Marco Wischmeier,
  • Lingyan Xiang,
  • D. Abate,
  • J. Adamek,
  • M. Agostini,
  • C. Albert,
  • F. C. P. Albert Devasagayam,
  • S. Aleiferis,
  • E. Alessi,
  • J. Alhage,
  • S. Allan,
  • J. Allcock,
  • M. Alonzo,
  • G. Anastasiou,
  • E. Andersson-Sunden,
  • C. Angioni,
  • Y. Anquetin,
  • L. Appel,
  • G. M. Apruzzese,
  • M. Ariola,
  • C. Arnas,
  • J. F. Artaud,
  • W. Arter,
  • O. Asztalos,
  • L. Aucone,
  • M. H. Aumeunier,
  • F. Auriemma,
  • J. Ayllon,
  • E. Aymerich,
  • A. Baciero,
  • F. Bagnato,
  • L. Bähner,
  • F. Bairaktaris,
  • P. Balázs,
  • L. Balbinot,
  • I. Balboa,
  • M. Balden,
  • A. Balestri,
  • M. Baquero Ruiz,
  • T. Barberis,
  • C. Barcellona,
  • O. Bardsley,
  • M. Baruzzo,
  • S. Benkadda,
  • T. Bensadon,
  • E. Bernard,
  • M. Bernert,
  • H. Betar,
  • R. Bianchetti Morales,
  • J. Bielecki,
  • R. Bilato,
  • P. Bilkova,
  • W. Bin,
  • G. Birkenmeier,
  • R. Bisson,
  • P. Blanchard,
  • A. Bleasdale,
  • V. Bobkov,
  • A. Boboc,
  • A. Bock,
  • K. Bogar,
  • P. Bohm,
  • T. Bolzonella,
  • F. Bombarda,
  • N. Bonanomi,
  • L. Boncagni,
  • D. Bonfiglio,
  • R. Bonifetto,
  • M. Bonotto,
  • D. Borodin,
  • I. Borodkina,
  • T. O. S. J. Bosman,
  • C. Bourdelle,
  • C. Bowman,
  • S. Brezinsek,
  • D. Brida,
  • F. Brochard,
  • R. Brunet,
  • D. Brunetti,
  • V. Bruno,
  • R. Buchholz,
  • J. Buermans,
  • H. Bufferand,
  • P. Buratti,
  • A. Burckhart,
  • J. Cai,
  • R. Calado,
  • J. Caloud,
  • S. Cancelli,
  • F. Cani,
  • B. Cannas,
  • M. Cappelli,
  • S. Carcangiu,
  • A. Cardinali,
  • S. Carli,
  • D. Carnevale,
  • M. Carole,
  • M. Carpita,
  • D. Carralero,
  • F. Caruggi,
  • I. Carvalho,
  • I. Casiraghi,
  • A. Casolari,
  • F. J. Casson,
  • C. Castaldo,
  • A. Cathey,
  • F. Causa,
  • J. Cavalier,
  • M. Cavedon,
  • J. Cazabonne,
  • M. Cecconello,
  • L. Ceelen,
  • A. Celora,
  • J. Cerovsky,
  • C. D. Challis,
  • R. Chandra,
  • A. Chankin,
  • B. Chapman,
  • H. Chen,
  • M. Chernyshova,
  • A. G. Chiariello,
  • P. Chmielewski,
  • A. Chomiczewska,
  • C. Cianfarani,
  • G. Ciraolo,
  • J. Citrin,
  • F. Clairet,
  • S. Coda,
  • R. Coelho,
  • J. W. Coenen,
  • I. H. Coffey,
  • C. Colandrea,
  • L. Colas,
  • S. Conroy,
  • C. Contre,
  • N. J. Conway,
  • L. Cordaro,
  • Y. Corre,
  • D. Costa,
  • S. Costea,
  • D. Coster,
  • X. Courtois,
  • C. Cowley,
  • T. Craciunescu,
  • G. Croci,
  • A. M. Croitoru,
  • K. Crombe,
  • D. J. Cruz Zabala,
  • G. Cseh,
  • T. Czarski,
  • A. Da Ros,
  • A. Dal Molin,
  • M. Dalla Rosa,
  • Y. Damizia,
  • O. D’Arcangelo,
  • P. David,
  • M. De Angeli,
  • E. De la Cal,
  • E. De La Luna,
  • G. De Tommasi,
  • J. Decker,
  • R. Dejarnac,
  • D. Del Sarto,
  • G. Derks,
  • C. Desgranges,
  • P. Devynck,
  • S. Di Genova,
  • L. E. di Grazia,
  • A. Di Siena,
  • M. Dicorato,
  • M. Diez,
  • M. Dimitrova,
  • T. Dittmar,
  • L. Dittrich,
  • J. J. Dominguez Palacios Durán,
  • P. Donnel,
  • D. Douai,
  • S. Dowson,
  • S. Doyle,
  • M. Dreval,
  • P. Drews,
  • L. Dubus,
  • R. Dumont,
  • D. Dunai,
  • M. Dunne,
  • A. Durif,
  • F. Durodie,
  • G. Durr-Legoupil-Nicoud,
  • B. Duval,
  • R. Dux,
  • T. Eich,
  • A. Ekedahl,
  • S. Elmore,
  • G. Ericsson,
  • J. Eriksson,
  • B. Eriksson,
  • F. Eriksson,
  • S. Ertmer,
  • A. Escarguel,
  • B. Esposito,
  • T. Estrada,
  • E. Fable,
  • M. Faitsch,
  • N. Fakhrayi Mofrad,
  • A. Fanni,
  • T. Farley,
  • M. Farnk,
  • N. Fedorczak,
  • F. Felici,
  • X. Feng,
  • J. Ferreira,
  • D. Ferreira,
  • N. Ferron,
  • O. Fevrier,
  • O. Ficker,
  • A. R. Field,
  • A. Figueiredo,
  • N. Fil,
  • D. Fiorucci,
  • M. Firdaouss,
  • R. Fischer,
  • M. Fitzgerald,
  • M. Flebbe,
  • M. Fontana,
  • J. Fontdecaba Climent,
  • A. Frank,
  • E. Fransson,
  • L. Frassinetti,
  • D. Frigione,
  • S. Futatani,
  • R. Futtersack,
  • S. Gabriellini,
  • D. Gadariya,
  • D. Galassi,
  • K. Galazka,
  • J. Galdon,
  • S. Galeani,
  • D. Gallart,
  • A. Gallo,
  • C. Galperti,
  • M. Gambrioli,
  • S. Garavaglia,
  • J. Garcia,
  • M. Garcia Munoz,
  • J. Gardarein,
  • L. Garzotti,
  • J. Gaspar,
  • R. Gatto,
  • P. Gaudio,
  • M. Gelfusa,
  • J. Gerardin,
  • S. N. Gerasimov,
  • R. Gerru Miguelanez,
  • G. Gervasini,
  • Z. Ghani,
  • F. M. Ghezzi,
  • G. Ghillardi,
  • L. Giannone,
  • S. Gibson,
  • L. Gil,
  • A. Gillgren,
  • E. Giovannozzi,
  • C. Giroud,
  • G. Giruzzi,
  • T. Gleiter,
  • M. Gobbin,
  • V. Goloborodko,
  • A. González Ganzábal,
  • T. Goodman,
  • V. Gopakumar,
  • G. Gorini,
  • T. Görler,
  • S. Gorno,
  • G. Granucci,
  • D. Greenhouse,
  • G. Grenfell,
  • M. Griener,
  • W. Gromelski,
  • M. Groth,
  • O. Grover,
  • M. Gruca,
  • A. Gude,
  • C. Guillemaut,
  • R. Guirlet,
  • J. Gunn,
  • T. Gyergyek,
  • L. Hagg,
  • A. Hakola,
  • J. Hall,
  • C. J. Ham,
  • M. Hamed,
  • T. Happel,
  • G. Harrer,
  • J. Harrison,
  • D. Harting,
  • N. C. Hawkes,
  • P. Heinrich,
  • S. Henderson,
  • P. Hennequin,
  • R. Henriques,
  • S. Heuraux,
  • J. HidalgoSalaverri,
  • J. Hillairet,
  • J. C. Hillesheim,
  • A. Hjalmarsson,
  • A. Ho,
  • J. Hobirk,
  • E. Hodille,
  • M. Hölzl,
  • M. Hoppe,
  • J. Horacek,
  • N. Horsten,
  • L. Horvath,
  • M. Houry,
  • K. Hromasova,
  • J. Huang,
  • Z. Huang,
  • A. Huber,
  • E. Huett,
  • P. Huynh,
  • A. Iantchenko,
  • M. Imrisek,
  • P. Innocente,
  • C. Ionita Schrittwieser,
  • H. Isliker,
  • P. Ivanova,
  • I. Ivanova Stanik,
  • M. Jablczynska,
  • A. S. Jacobsen,
  • P. Jacquet,
  • A. Jansen van Vuuren,
  • A. Jardin,
  • H. Järleblad,
  • A. Järvinen,
  • F. Jaulmes,
  • T. Jensen,
  • I. Jepu,
  • S. Jessica,
  • E. Joffrin,
  • T. Johnson,
  • A. Juven,
  • J. Kalis,
  • A. Kappatou,
  • J. Karhunen,
  • R. Karimov,
  • A. N. Karpushov,
  • S. Kasilov,
  • Y. Kazakov,
  • P. V. Kazantzidis,
  • D. Keeling,
  • W. Kernbichler,
  • H. T. Kim,
  • D. B. King,
  • V. G. Kiptily,
  • A. Kirjasuo,
  • K. K. Kirov,
  • A. Kirschner,
  • A. Kit,
  • T. Kiviniemi,
  • F. Kjær,
  • E. Klinkby,
  • A. Knieps,
  • U. Knoche,
  • M. Kochan,
  • F. Köchl,
  • G. Kocsis,
  • J. T. W. Koenders,
  • L. Kogan,
  • Y. Kolesnichenko,
  • Y. Kominis,
  • M. Komm,
  • M. Kong,
  • B. Kool,
  • S. B. Korsholm,
  • D. Kos,
  • M. Koubiti,
  • J. Kovacic,
  • Y. Kovtun,
  • E. Kowalska-Strzeciwilk,
  • K. Koziol,
  • M. Kozulia,
  • A. Krämer Flecken,
  • A. Kreter,
  • K. Krieger,
  • O. Krutkin,
  • O. Kudlacek,
  • U. Kumar,
  • H. Kumpulainen,
  • M. H. Kushoro,
  • R. Kwiatkowski,
  • M. La Matina,
  • B. Labit,
  • M. Lacquaniti,
  • L. Laguardia,
  • P. Lainer,
  • P. Lang,
  • M. Larsen,
  • E. Laszynska,
  • K. D. Lawson,
  • A. Lazaros,
  • E. Lazzaro,
  • M. Y. K. Lee,
  • S. Leerink,
  • M. Lennholm,
  • E. Lerche,
  • Y. Liang,
  • A. Lier,
  • J. Likonen,
  • O. Linder,
  • B. Lipschultz,
  • A. Listopad,
  • X. Litaudon,
  • E. LitherlandSmith,
  • D. Liuzza,
  • T. Loarer,
  • P. J. Lomas,
  • J. Lombardo,
  • N. Lonigro,
  • R. Lorenzini,
  • C. Lowry,
  • T. Luda di Cortemiglia,
  • A. LudvigOsipov,
  • T. Lunt,
  • V. Lutsenko,
  • E. Macusova,
  • R. Mäenpää,
  • P. Maget,
  • C. F. Maggi,
  • J. Mailloux,
  • S. Makarov,
  • K. Malinowski,
  • P. Manas,
  • A. Mancini,
  • D. Mancini,
  • P. Mantica,
  • M. Mantsinen,
  • J. Manyer,
  • M. Maraschek,
  • G. Marceca,
  • G. Marcer,
  • C. Marchetto,
  • S. Marchioni,
  • A. Mariani,
  • M. Marin,
  • M. Markl,
  • T. Markovic,
  • D. Marocco,
  • S. Marsden,
  • L. Martellucci,
  • P. Martin,
  • C. Martin,
  • F. Martinelli,
  • L. Martinelli,
  • J. R. Martin-Solis,
  • R. Martone,
  • M. Maslov,
  • R. Masocco,
  • M. Mattei,
  • G. F. Matthews,
  • D. Matveev,
  • E. Matveeva,
  • M. L. Mayoral,
  • D. Mazon,
  • S. Mazzi,
  • C. Mazzotta,
  • G. McArdle,
  • R. McDermott,
  • K. McKay,
  • A. G. Meigs,
  • C. Meineri,
  • A. Mele,
  • V. Menkovski,
  • S. Menmuir,
  • A. Merle,
  • H. Meyer,
  • K. Mikszuta-Michalik,
  • D. Milanesio,
  • F. Militello,
  • A. Milocco,
  • I. G. Miron,
  • J. Mitchell,
  • R. Mitteau,
  • V. Mitterauer,
  • J. Mlynar,
  • V. Moiseenko,
  • P. Molna,
  • F. Mombelli,
  • C. Monti,
  • A. Montisci,
  • J. Morales,
  • P. Moreau,
  • J. M. Moret,
  • A. Moro,
  • D. Moulton,
  • P. Mulholland,
  • M. Muraglia,
  • A. Murari,
  • A. Muraro,
  • P. Muscente,
  • D. Mykytchuk,
  • F. Nabais,
  • Y. Nakeva,
  • F. Napoli,
  • E. Nardon,
  • M. F. Nave,
  • R. D. Nem,
  • A. Nielsen,
  • S. K. Nielsen,
  • M. Nocente,
  • R. Nouailletas,
  • S. Nowak,
  • H. Nyström,
  • R. Ochoukov,
  • N. Offeddu,
  • S. Olasz,
  • C. Olde,
  • F. Oliva,
  • D. Oliveira,
  • H. J. C. Oliver,
  • P. Ollus,
  • J. Ongena,
  • F. P. Orsitto,
  • N. Osborne,
  • R. Otin,
  • P. Oyola Dominguez,
  • D. I. Palade,
  • S. Palomba,
  • O. Pan,
  • N. Panadero,
  • E. Panontin,
  • A. Papadopoulos,
  • P. Papagiannis,
  • G. Papp,
  • V. V. Parail,
  • C. Pardanaud,
  • J. Parisi,
  • A. Parrott,
  • K. Paschalidis,
  • M. Passoni,
  • F. Pastore,
  • A. Patel,
  • B. Patel,
  • A. Pau,
  • G. Pautasso,
  • R. Pavlichenko,
  • E. Pawelec,
  • B. Pegourie,
  • G. Pelka,
  • E. Peluso,
  • A. Perek,
  • E. Perelli Cippo,
  • C. Perez Von Thun,
  • P. Petersson,
  • G. Petravich,
  • Y. Peysson,
  • V. Piergotti,
  • L. Pigatto,
  • C. Piron,
  • L. Piron,
  • A. Pironti,
  • F. Pisano,
  • U. Plank,
  • B. Ploeckl,
  • V. Plyusnin,
  • A. Podolnik,
  • Y. Poels,
  • G. Pokol,
  • J. Poley,
  • G. Por,
  • M. Poradzinski,
  • F. Porcelli,
  • L. Porte,
  • C. Possieri,
  • A. Poulsen,
  • I. Predebon,
  • G. Pucella,
  • M. Pueschel,
  • P. Puglia,
  • O. Putignano,
  • T. Pütterich,
  • V. Quadri,
  • A. Quercia,
  • M. Rabinski,
  • L. Radovanovic,
  • R. Ragona,
  • H. Raj,
  • M. Rasinski,
  • J. Rasmussen,
  • G. Ratta,
  • S. Ratynskaia,
  • R. Rayaprolu,
  • M. Rebai,
  • A. Redl,
  • D. Rees,
  • D. Refy,
  • M. Reich,
  • H. Reimerdes,
  • B. C. G. Reman,
  • O. Renders,
  • C. Reux,
  • D. Ricci,
  • M. Richou,
  • S. Rienacker,
  • D. Rigamonti,
  • F. Rigollet,
  • F. G. Rimini,
  • D. Ripamonti,
  • N. Rispoli,
  • N. Rivals,
  • J. F. Rivero Rodriguez,
  • C. Roach,
  • G. Rocchi,
  • S. Rode,
  • P. Rodrigues,
  • J. Romazanov,
  • C. F. Romero Madrid,
  • J. Rosato,
  • R. Rossi,
  • G. Rubino,
  • J. Rueda Rueda,
  • J. Ruiz Ruiz,
  • P. Ryan,
  • D. Ryan,
  • S. Saarelma,
  • R. Sabot,
  • M. Salewski,
  • A. Salmi,
  • L. Sanchis,
  • A. Sand,
  • J. Santos,
  • K. Särkimäki,
  • M. Sassano,
  • O. Sauter,
  • G. Schettini,
  • S. Schmuck,
  • P. Schneider,
  • N. Schoonheere,
  • R. Schramm,
  • R. Schrittwieser,
  • C. Schuster,
  • N. Schwarz,
  • F. Sciortino,
  • M. Scotto d’Abusco,
  • S. Scully,
  • A. Selce,
  • L. Senni,
  • M. Senstius,
  • G. Sergienko,
  • S. E. Sharapov,
  • R. Sharma,
  • A. Shaw,
  • U. Sheikh,
  • G. Sias,
  • B. Sieglin,
  • S. A. Silburn,
  • C. Silva,
  • A. Silva,
  • D. Silvagni,
  • B. Simmendefeldt Schmidt,
  • L. Simons,
  • J. Simpson,
  • L. Singh,
  • S. Sipilä,
  • Y. Siusko,
  • S. Smith,
  • A. Snicker,
  • E. R. Solano,
  • V. Solokha,
  • M. Sos,
  • C. Sozzi,
  • F. Spineanu,
  • G. Spizzo,
  • M. Spolaore,
  • L. Spolladore,
  • C. Srinivasan,
  • A. Stagni,
  • Z. Stancar,
  • G. Stankunas,
  • J. Stober,
  • P. Strand,
  • C. I. Stuart,
  • F. Subba,
  • G. Y. Sun,
  • H. J. Sun,
  • W. Suttrop,
  • J. Svoboda,
  • T. Szepesi,
  • G. Szepesi,
  • B. Tal,
  • T. Tala,
  • P. Tamain,
  • G. Tardini,
  • M. Tardocchi,
  • D. Taylor,
  • G. Telesca,
  • A. Tenaglia,
  • A. Terra,
  • D. Terranova,
  • D. Testa,
  • C. Theiler,
  • E. Tholerus,
  • B. Thomas,
  • E. Thoren,
  • A. Thornton,
  • A. Thrysoe,
  • Q. Tichit,
  • W. Tierens,
  • A. Titarenko,
  • P. Tolias,
  • E. Tomasina,
  • M. Tomes,
  • E. Tonello,
  • A. Tookey,
  • M. Toscano Jiménez,
  • C. Tsironis,
  • E. Tsitrone,
  • C. Tsui,
  • A. Tykhyy,
  • M. Ugoletti,
  • M. Usoltseva,
  • D. F. Valcarcel,
  • A. Valentini,
  • M. Valisa,
  • M. Vallar,
  • M. Valovic,
  • S. I. Valvis,
  • M. van Berkel,
  • D. Van Eester,
  • S. Van Mulders,
  • M. van Rossem,
  • R. Vann,
  • B. Vanovac,
  • J. Valera Rodriguez,
  • J. Varje,
  • S. Vartanian,
  • M. Vecsei,
  • L. Velarde Gallardo,
  • M. Veranda,
  • T. Verdier,
  • G. Verdoolaege,
  • K. Verhaegh,
  • L. Vermare,
  • G. Verona Rinati,
  • N. Vianello,
  • J. Vicente,
  • E. Viezzer,
  • L. Vignitchouk,
  • F. Villone,
  • B. Vincent,
  • P. Vincenzi,
  • M. O. Vlad,
  • G. Vogel,
  • I. Voitsekhovitch,
  • I. Voldiner,
  • P. Vondracek,
  • N. M. T. Vu,
  • T. Vuoriheimo,
  • C. Wade,
  • E. Wang,
  • T. Wauters,
  • M. Weiland,
  • H. Weisen,
  • N. Wendler,
  • D. Weston,
  • A. Widdowson,
  • S. Wiesen,
  • M. Wiesenberger,
  • T. Wijkamp,
  • M. Willensdorfer,
  • T. Wilson,
  • M. Wischmeier,
  • A. Wojenski,
  • C. Wuethrich,
  • I. Wyss,
  • L. Xiang,
  • S. Xu,
  • D. Yadykin,
  • Y. Yakovenko,
  • H. Yang,
  • V. Yanovskiy,
  • R. Yi,
  • B. Zaar,
  • G. Zadvitskiy,
  • L. Zakharov,
  • P. Zanca,
  • D. Zarzoso,
  • Y. Zayachuk,
  • J. Zebrowski,
  • M. Zerbini,
  • P. Zestanakis,
  • B. Zimmermann,
  • M. Zlobinski,
  • A. Zohar,
  • V. K. Zotta,
  • X. Zou,
  • M. Zuin,
  • M. Zurita,
  • I. Zychor,
  • J. R. Harrison,
  • A. Aboutaleb,
  • S. Ahmed,
  • M. Aljunid,
  • S. Y. Allan,
  • H. Anand,
  • Y. Andrew,
  • L. C. Appel,
  • A. Ash,
  • J. Ashton,
  • O. Bachmann,
  • M. Barnes,
  • B. Barrett,
  • D. Baver,
  • D. Beckett,
  • J. Bennett,
  • J. Berkery,
  • W. Boeglin,
  • J. Bradley,
  • P. K. Browning,
  • P. Bryant,
  • J. Bryant,
  • J. Buchanan,
  • N. Bulmer,
  • A. Carruthers,
  • M. Cecconello,
  • Z. P. Chen,
  • J. Clark,
  • M. Coy,
  • N. Crocker,
  • G. Cunningham,
  • I. Cziegler,
  • T. Da Assuncao,
  • Y. Damizia,
  • P. Davies,
  • I. E. Day,
  • G. L. Derks,
  • S. Dixon,
  • R. Doyle,
  • M. Dreval,
  • B. P. Duval,
  • T. Eagles,
  • J. Edmond,
  • H. El-Haroun,
  • S. D. Elmore,
  • Y. Enters,
  • F. Federici,
  • I. Fitzgerald,
  • R. Fitzpatrick,
  • W. Fuller,
  • D. Gahle,
  • J. Galdon-Quiroga,
  • S. Gee,
  • T. Gheorghiu,
  • K. J. Gibson,
  • V. H. Hall-Chen,
  • R. Harrison,
  • S. S. Henderson,
  • C. Hickling,
  • B. Hnat,
  • L. Howlett,
  • J. Hughes,
  • R. Hussain,
  • K. Imada,
  • P. Jepson,
  • B. Kandan,
  • I. Katramados,
  • Y. O. Kazakov,
  • D. King,
  • R. King,
  • A. Kirk,
  • M. Knolker,
  • M. Kochan,
  • B. Kool,
  • M. Kotschenreuther,
  • M. Lees,
  • A. W. Leonard,
  • G. Liddiard,
  • Y. Q. Liu,
  • B. A. Lomanowski,
  • J. Lore,
  • J. Lovell,
  • S. Mahajan,
  • F. Maiden,
  • C. Man-Friel,
  • F. Mansfield,
  • R. Martin,
  • S. Mazzi,
  • R. McAdams,
  • K. G. McClements,
  • J. McClenaghan,
  • D. McConville,
  • K. McKay,
  • C. McKnight,
  • P. McKnight,
  • A. McLean,
  • B. F. McMillan,
  • A. McShee,
  • J. Measures,
  • N. Mehay,
  • C. A. Michael,
  • D. Morbey,
  • S. Mordijck,
  • O. Myatra,
  • A. O. Nelson,
  • M. Nicassio,
  • M. G. O’Mullane,
  • T. Osborne,
  • N. Osborne,
  • E. Parr,
  • B. Parry,
  • B. S. Patel,
  • D. Payne,
  • C. Paz-Soldan,
  • A. Phelps,
  • L. Piron,
  • G. Prechel,
  • M. Price,
  • B. Pritchard,
  • R. Proudfoot,
  • T. Rhodes,
  • P. Richardson,
  • J. Riquezes,
  • J. F. Rivero-Rodriguez,
  • C. M. Roach,
  • M. Robson,
  • K. Ronald,
  • E. Rose,
  • S. Sabbagh,
  • R. Sarwar,
  • P. Saunders,
  • R. Scannell,
  • T. Schuett,
  • R. Seath,
  • P. Shi,
  • M. Simmonds,
  • J. Smith,
  • A. Smith,
  • V. A. Soukhanovskii,
  • D. Speirs,
  • G. Staebler,
  • R. Stephen,
  • P. Stevenson,
  • J. Stobbs,
  • M. Stott,
  • C. Stroud,
  • C. Tame,
  • N. Thomas-Davies,
  • A. J. Thornton,
  • M. Tobin,
  • R. G. L. Vann,
  • L. Velarde,
  • C. Vincent,
  • G. Voss,
  • M. Warr,
  • W. Wehner,
  • T. A. Wijkamp,
  • D. Wilkins,
  • T. Williams,
  • H. R. Wilson,
  • H. Wong,
  • M. Wood,
  • V. Zamkovska

摘要

Exhausting power from the hot fusion core to the plasma-facing components is one fusion energy’s biggest challenges. The MAST Upgrade tokamak uniquely integrates strong containment of neutrals within the exhaust area (divertor) with extreme divertor shaping capability. By systematically altering the divertor shape, this study shows the strongest evidence to date to our knowledge that long-legged divertors with a high magnetic field gradient (total flux expansion) deliver key power exhaust benefits without adversely impacting the hot fusion core. These benefits are already achieved with relatively modest geometry adjustments that are more feasible to integrate in reactor designs. Benefits include reduced target heat loads and improved access to, and stability of, a neutral gas buffer that ‘shields’ the target and enhances power exhaust (detachment). Analysis and model comparisons shows these benefits are obtained by combining multiple shaping aspects: long-legged divertors have expanded plasma-neutral interaction volume that drive reductions in particle and power loads, while total flux expansion enhances detachment access and stability. Containing the neutrals in the exhaust area with physical structures further augments these shaping benefits. These results demonstrate strategic variation in the divertor geometry and magnetic topology is a potential solution to one of fusion’s power exhaust challenge.