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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.
Verhaegh, K., Harrison, J., Moulton, D., Lipschultz, B., Lonigro, N., Osborne, N., et al. (2025). Divertor shaping with neutral baffling as a solution to the tokamak power exhaust challenge. COMMUNICATIONS PHYSICS, 8(1) [10.1038/s42005-025-02121-1].
Divertor shaping with neutral baffling as a solution to the tokamak power exhaust challenge
Verhaegh K.;Harrison J.;Moulton D.;Lipschultz B.;Lonigro N.;Osborne N.;Ryan P.;Theiler C.;Wijkamp T.;Brida D.;Cowley C.;Derks G.;Doyle R.;Federici F.;Kool B.;Fevrier O.;Hakola A.;Henderson S.;Reimerdes H.;Thornton A.;Vianello N.;Wischmeier M.;Xiang L.;Zychor I.;Zurita M.;Zuin M.;Zou X.;Zotta V. K.;Zohar A.;Zlobinski M.;Zimmermann B.;Zestanakis P.;Zerbini M.;Zebrowski J.;Zayachuk Y.;Zarzoso D.;Zanca P.;Zakharov L.;Zadvitskiy G.;Zaar B.;Yi R.;Yanovskiy V.;Yang H.;Yakovenko Y.;Yadykin D.;Xu S.;Xiang L.;Wyss I.;Wuethrich C.;Wojenski A.;Wischmeier M.;Wilson T.;Willensdorfer M.;Wijkamp T.;Wiesenberger M.;Wiesen S.;Widdowson A.;Weston D.;Wendler N.;Weisen H.;Weiland M.;Wauters T.;Wang E.;Wade C.;Vuoriheimo T.;Vu N. M. T.;Vondracek P.;Voldiner I.;Voitsekhovitch I.;Vogel G.;Vlad M. O.;Vincenzi P.;Vincent B.;Villone F.;Vignitchouk L.;Viezzer E.;Vicente J.;Verona Rinati G.;Vermare L.;Verhaegh K.;Verdoolaege G.;Verdier T.;Veranda M.;Velarde Gallardo L.;Vecsei M.;Vartanian S.;Varje J.;Valera Rodriguez J.;Vanovac B.;Vann R.;van Rossem M.;Van Mulders S.;Van Eester D.;van Berkel M.;Valvis S. I.;Valovic M.;Vallar M.;Valisa M.;Valentini A.;Valcarcel D. F.;Usoltseva M.;Ugoletti M.;Tykhyy A.;Tsui C.;Tsitrone E.;Tsironis C.;Toscano Jimenez M.;Tookey A.;Tonello E.;Tomes M.;Tomasina E.;Tolias P.;Titarenko A.;Tierens W.;Tichit Q.;Thrysoe A.;Thornton A.;Thoren E.;Thomas B.;Tholerus E.;Theiler C.;Testa D.;Terranova D.;Terra A.;Tenaglia A.;Telesca G.;Taylor D.;Tardocchi M.;Tardini G.;Tamain P.;Tala T.;Tal B.;Szepesi G.;Szepesi T.;Svoboda J.;Suttrop W.;Sun H. J.;Sun G. Y.;Subba F.;Stuart C. I.;Strand P.;Stober J.;Stankunas G.;Stancar Z.;Stagni A.;Srinivasan C.;Spolladore L.;Spolaore M.;Spizzo G.;Spineanu F.;Sozzi C.;Sos M.;Solokha V.;Solano E. 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G.;Reimerdes H.;Reich M.;Refy D.;Rees D.;Redl A.;Rebai M.;Rayaprolu R.;Ratynskaia S.;Ratta G.;Rasmussen J.;Rasinski M.;Raj H.;Ragona R.;Radovanovic L.;Rabinski M.;Quercia A.;Quadri V.;Putterich T.;Putignano O.;Puglia P.;Pueschel M.;Pucella G.;Predebon I.;Poulsen A.;Possieri C.;Porte L.;Porcelli F.;Poradzinski M.;Por G.;Poley J.;Pokol G.;Poels Y.;Podolnik A.;Plyusnin V.;Ploeckl B.;Plank U.;Pisano F.;Pironti A.;Piron L.;Piron C.;Pigatto L.;Piergotti V.;Peysson Y.;Petravich G.;Petersson P.;Perez Von Thun C.;Perelli Cippo E.;Perek A.;Peluso E.;Pelka G.;Pegourie B.;Pawelec E.;Pavlichenko R.;Pautasso G.;Pau A.;Patel B.;Patel A.;Pastore F.;Passoni M.;Paschalidis K.;Parrott A.;Parisi J.;Pardanaud C.;Parail V. V.;Papp G.;Papagiannis P.;Papadopoulos A.;Panontin E.;Panadero N.;Pan O.;Palomba S.;Palade D. I.;Oyola Dominguez P.;Otin R.;Osborne N.;Orsitto F. P.;Ongena J.;Ollus P.;Oliver H. J. C.;Oliveira D.;Oliva F.;Olde C.;Olasz S.;Offeddu N.;Ochoukov R.;Nystrom H.;Nowak S.;Nouailletas R.;Nocente M.;Nielsen S. K.;Nielsen A.;Nem R. D.;Nave M. F.;Nardon E.;Napoli F.;Nakeva Y.;Nabais F.;Mykytchuk D.;Muscente P.;Muraro A.;Murari A.;Muraglia M.;Mulholland P.;Moulton D.;Moro A.;Moret J. M.;Moreau P.;Morales J.;Montisci A.;Monti C.;Mombelli F.;Molna P.;Moiseenko V.;Mlynar J.;Mitterauer V.;Mitteau R.;Mitchell J.;Miron I. G.;Milocco A.;Militello F.;Milanesio D.;Mikszuta-Michalik K.;Meyer H.;Merle A.;Menmuir S.;Menkovski V.;Mele A.;Meineri C.;Meigs A. G.;McKay K.;McDermott R.;McArdle G.;Mazzotta C.;Mazzi S.;Mazon D.;Mayoral M. L.;Matveeva E.;Matveev D.;Matthews G. F.;Mattei M.;Masocco R.;Maslov M.;Martone R.;Martin-Solis J. 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B.;Kool B.;Kong M.;Komm M.;Kominis Y.;Kolesnichenko Y.;Kogan L.;Koenders J. T. W.;Kocsis G.;Kochl F.;Kochan M.;Knoche U.;Knieps A.;Klinkby E.;Kjaer F.;Kiviniemi T.;Kit A.;Kirschner A.;Kirov K. K.;Kirjasuo A.;Kiptily V. G.;King D. B.;Kim H. T.;Kernbichler W.;Keeling D.;Kazantzidis P. V.;Kazakov Y.;Kasilov S.;Karpushov A. N.;Karimov R.;Karhunen J.;Kappatou A.;Kalis J.;Juven A.;Johnson T.;Joffrin E.;Jessica S.;Jepu I.;Jensen T.;Jaulmes F.;Jarvinen A.;Jarleblad H.;Jardin A.;Jansen van Vuuren A.;Jacquet P.;Jacobsen A. S.;Jablczynska M.;Ivanova Stanik I.;Ivanova P.;Isliker H.;Ionita Schrittwieser C.;Innocente P.;Imrisek M.;Iantchenko A.;Huynh P.;Huett E.;Huber A.;Huang Z.;Huang J.;Hromasova K.;Houry M.;Horvath L.;Horsten N.;Horacek J.;Hoppe M.;Holzl M.;Hodille E.;Hobirk J.;Ho A.;Hjalmarsson A.;Hillesheim J. C.;Hillairet J.;HidalgoSalaverri J.;Heuraux S.;Henriques R.;Hennequin P.;Henderson S.;Heinrich P.;Hawkes N. C.;Harting D.;Harrison J.;Harrer G.;Happel T.;Hamed M.;Ham C. J.;Hall J.;Hakola A.;Hagg L.;Gyergyek T.;Gunn J.;Guirlet R.;Guillemaut C.;Gude A.;Gruca M.;Grover O.;Groth M.;Gromelski W.;Griener M.;Grenfell G.;Greenhouse D.;Granucci G.;Gorno S.;Gorler T.;Gorini G.;Gopakumar V.;Goodman T.;Gonzalez Ganzabal A.;Goloborodko V.;Gobbin M.;Gleiter T.;Giruzzi G.;Giroud C.;Giovannozzi E.;Gillgren A.;Gil L.;Gibson S.;Giannone L.;Ghillardi G.;Ghezzi F. M.;Ghani Z.;Gervasini G.;Gerru Miguelanez R.;Gerasimov S. N.;Gerardin J.;Gelfusa M.;Gaudio P.;Gatto R.;Gaspar J.;Garzotti L.;Gardarein J.;Garcia Munoz M.;Garcia J.;Garavaglia S.;Gambrioli M.;Galperti C.;Gallo A.;Gallart D.;Galeani S.;Galdon J.;Galazka K.;Galassi D.;Gadariya D.;Gabriellini S.;Futtersack R.;Futatani S.;Frigione D.;Frassinetti L.;Fransson E.;Frank A.;Fontdecaba Climent J.;Fontana M.;Flebbe M.;Fitzgerald M.;Fischer R.;Firdaouss M.;Fiorucci D.;Fil N.;Figueiredo A.;Field A. R.;Ficker O.;Fevrier O.;Ferron N.;Ferreira D.;Ferreira J.;Feng X.;Felici F.;Fedorczak N.;Farnk M.;Farley T.;Fanni A.;Fakhrayi Mofrad N.;Faitsch M.;Fable E.;Estrada T.;Esposito B.;Escarguel A.;Ertmer S.;Eriksson F.;Eriksson B.;Eriksson J.;Ericsson G.;Elmore S.;Ekedahl A.;Eich T.;Dux R.;Duval B.;Durr-Legoupil-Nicoud G.;Durodie F.;Durif A.;Dunne M.;Dunai D.;Dumont R.;Dubus L.;Drews P.;Dreval M.;Doyle S.;Dowson S.;Douai D.;Donnel P.;Dominguez Palacios Duran J. J.;Dittrich L.;Dittmar T.;Dimitrova M.;Diez M.;Dicorato M.;Di Siena A.;di Grazia L. E.;Di Genova S.;Devynck P.;Desgranges C.;Derks G.;Del Sarto D.;Dejarnac R.;Decker J.;De Tommasi G.;De La Luna E.;De la Cal E.;De Angeli M.;David P.;D'Arcangelo O.;Damizia Y.;Dalla Rosa M.;Dal Molin A.;Da Ros A.;Czarski T.;Cseh G.;Cruz Zabala D. J.;Crombe K.;Croitoru A. M.;Croci G.;Craciunescu T.;Cowley C.;Courtois X.;Coster D.;Costea S.;Costa D.;Corre Y.;Cordaro L.;Conway N. J.;Contre C.;Conroy S.;Colas L.;Colandrea C.;Coffey I. H.;Coenen J. W.;Coelho R.;Coda S.;Clairet F.;Citrin J.;Ciraolo G.;Cianfarani C.;Chomiczewska A.;Chmielewski P.;Chiariello A. G.;Chernyshova M.;Chen H.;Chapman B.;Chankin A.;Chandra R.;Challis C. D.;Cerovsky J.;Celora A.;Ceelen L.;Cecconello M.;Cazabonne J.;Cavedon M.;Cavalier J.;Causa F.;Cathey A.;Castaldo C.;Casson F. J.;Casolari A.;Casiraghi I.;Carvalho I.;Caruggi F.;Carralero D.;Carpita M.;Carole M.;Carnevale D.;Carli S.;Cardinali A.;Carcangiu S.;Cappelli M.;Cannas B.;Cani F.;Cancelli S.;Caloud J.;Calado R.;Cai J.;Burckhart A.;Buratti P.;Bufferand H.;Buermans J.;Buchholz R.;Bruno V.;Brunetti D.;Brunet R.;Brochard F.;Brida D.;Brezinsek S.;Bowman C.;Bourdelle C.;Bosman T. O. S. 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2025
Abstract
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.
Verhaegh, K., Harrison, J., Moulton, D., Lipschultz, B., Lonigro, N., Osborne, N., et al. (2025). Divertor shaping with neutral baffling as a solution to the tokamak power exhaust challenge. COMMUNICATIONS PHYSICS, 8(1) [10.1038/s42005-025-02121-1].
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 598/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
