Spatial structure of volume recombination in JT-60U detached divertor plasmas

水素バルマー系列線の2次元分光計測によるJT-60U非接触ダイバータプラズマの電子温度・電子密度分布

藤本 加代子; 仲野 友英; 久保 博孝; 澤田 圭司*; 滝塚 知典; 川島 寿人; 清水 勝宏; 朝倉 伸幸

Fujimoto, Kayoko; Nakano, Tomohide; Kubo, Hirotaka; Sawada, Keiji*; Takizuka, Tomonori; Kawashima, Hisato; Shimizu, Katsuhiro; Asakura, Nobuyuki

体積再結合はダイバータ板への熱流速及び粒子束の減少に重要な役割を果たすため、非接触ダイバータプラズマにおける体積再結合の役割を解明することは、ITERや定常炉に向けた最重要研究課題のひとつである。本研究では、非接触ダイバータプラズマを2次元で計測することにより、電離及び再結合領域の空間構造を明らかにした。また、重水素バルマー系列線の発光強度を衝突放射モデルを用いて計算した発光強度と比較して、電子温度,電子密度及び原子密度を決定した。Lモードプラズマの非接触ダイバータプラズマを、約1cmの空間分解能で、2方向から92視線(縦60視線,横32視線)で分光計測した。分光器は350800nmの観測波長帯域を持ち、全バルマー系列線を同時に測定することができる。内側非接触ダイバータプラズマでは内側ストライク点上部の広い領域に再結合領域が存在し、外側ダイバータ板に沿って電離領域が存在することがわかった。また、両側非接触ダイバータプラズマでは内側ストライク点上部の狭い領域と外側ストライク点近傍に再結合領域が存在することを明らかにした。

The volume recombination in detached divertor plasmas is a key process to reduce the ion flux to the divertor plates. Two-dimensional measurement is one of the ways to investigate a spatial structure of the volume recombination. In this work, the deuterium Balmer-series lines from a detached divertor plasma were observed two-dimensionally with a spatial resolution of 1 cm and were reconstructed into two-dimensional emissivities with a tomography technique. The ratio of the D to the D emissivity was compared to that calculated by the collisional-radiative model. This ratio could not be explained only by the excitation of D by electron impact, indicating that the volume recombination contributed to the D emission. This is the case for the region above the inner strike point with 8 cm and 4 cm, respectively, in the r- and the z-direction on the poloidal cross-section.