Radiative Cooling in the Outer Edge of a Tokamak Plasma by Low-Z Impurities

軽元素不純物によるトカマク・プラズマの周辺領域での冷却効果

永見 正幸

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トカマク・プラズマ中に軽元素不純物を混入させる事によって周辺領域のプラズマを冷却すると、壁からの金属不純物のプラズマ中への混入を軽減できる事が最近の実験によって明らかにされている。本論文ではこの様な軽元素不純物による周辺領域の冷却効果をDIVAを対象に、炭素、酸素、ネオンについて調べた。壁とリサイクリングを行う不純物イオンの各電離状態の小半径方向の密度分布を計算し、その結果を用いて線放射損失の分布を求めた。壁と強くリサイクリングを行う周辺領域では、不純物イオンはコロナ平衡状態に比べ低い電離状態で存在し、その結果放射量はコロナ平衡状態での放射量の数十倍になる。プラズマ周辺でのこの強い放射冷却領域の大きさはリチウム様状態の電離エネルギーに依存し、そのため炭素、酸素、ネオンの順に冷却領域が広く、冷却効果が大きくなる。

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