Recent investigations of the wall pumping and saturation during tokamak discharges have been summarized, focusing on wall saturation in long pulse (30 s) ELMy H-mode discharges in JT-60U. The ELMy H-mode discharges in divertor tokamaks such as ASDEX-Upgrade and JT-60U showed large deuterium retention (Nwall = (3–5) × 1022 D) and a large retention ratio (Rwall = 0.3–0.5) for cases with large gas puffing into the vacuum vessel. In short discharges of ASDEX-Upgrade, the deuterium retention and the retention ratio were increased with gas puff flux. On the other hand, in some long-pulse discharges of JT-60U, the net wall pumping flux decreased to zero during the later phase, i.e. wall saturation was observed. The net wall pumping flux in the later phase changed the operation history, which determined the variation of the deuterium retention. Wall pumping at low temperature regions in the divertor or private dome rather than co-deposition with carbon is important in explaining the large change in deuterium retention in the series of discharges.Under saturated wall conditions, significant changes were not seen in SOL and divertor plasmas. However, increases in the recycling flux and carbon generation were locally observed in the private flux region. The increases in particle recycling and carbon influx were larger than those expected on increasing the surface temperature of the dome tiles. Understanding the carbon generation process in long-pulse discharge is important for controlling the divertor plasma, while the increase in carbon contamination in the main plasma was small under the attached divertor condition.
最近のトカマク放電における壁ポンピングと飽和に関する研究をまとめ、JT-60Uにおける長時間(30秒)ELM Hモード放電での壁飽和に焦点を当てた。ASDEX-UpgradeやJT-60UなどのダイバータトカマクにおけるELM Hモード放電では、真空容器への大量のガス入射を行った場合に、大きな重水素保持(Nwall = (3–5) × 10²² D)と大きな保持比(Rwall = 0.3–0.5)が観測された。ASDEX-Upgradeの短時間放電では、重水素保持と保持比はガス入射フラックスとともに増加した。一方、JT-60Uの一部の長時間放電では、後期段階で正味の壁ポンピングフラックスがゼロに減少し、すなわち壁飽和が観測された。後期段階での正味の壁ポンピングフラックスは運転履歴によって変化し、これが重水素保持の変動を決定づけた。一連の放電における大きな重水素保持の変化を説明する上で、ダイバータや私的領域(private dome)の低温領域での壁ポンピングが、炭素との共堆積よりも重要であることが示された。壁飽和条件下では、スクレイプオフ層(SOL)およびダイバータプラズマに有意な変化は見られなかった。しかし、私的フラックス領域ではリサイクリングフラックスと炭素生成の増加が局所的に観測された。粒子リサイクリングと炭素入射の増加は、ダイバータタイルの表面温度上昇から予想される増加よりも大きかった。長時間放電における炭素生成過程の理解は、ダイバータプラズマの制御にとって重要であり、付着ダイバータ条件下では主プラズマへの炭素汚染の増加は小さかった。