In order to understand the recycling and emission processes of deuterium atoms, spectral profiles of the line emitted from the divertor region of JT-60U have been observed with a high-resolution spectrometer and analysed by simulation with a three-dimensional neutral particle transport code. The profile has been explained as composed of narrow and broad components; the narrow component is attributed to dissociative excitation and electron collisional excitation of the atoms produced by dissociation, and the broad component is attributed to electron collisional excitation of the atoms produced by reflection and charge exchange. In low-density plasmas, the simulated line profile agrees reasonably well with that observed, although the component attributed to the atoms reflected at the divertor tiles is overestimated by a factor of about two. Dissociative excitation from deuterium molecules and molecular ions plays an important role for the line intensity. The ratio of the line intensity to the deuterium atom flux for high-energy deuterium atoms, which are produced by the reflection and charge exchange, is reduced, because the fast atoms readily escape from the divertor plasma. The width of the narrow component in a low-density case corresponds to a temperature of deuterium atoms of 1.3 eV, and that in a high-density case corresponds to a temperature of 2.2 eV.
重水素原子のリサイクリングと放出過程を理解するために、JT-60Uのダイバータ領域から放出される輝線のスペクトルプロファイルを高分解能分光器で観測し、三次元中性粒子輸送コードを用いたシミュレーションと比較解析を行った。スペクトルプロファイルは狭い成分と広い成分から構成されることが明らかになった。狭い成分は解離励起と、解離によって生成された原子の電子衝突励起に起因し、広い成分は反射および荷電交換によって生成された原子の電子衝突励起に起因することが示された。低密度プラズマでは、ダイバータ板で反射された原子に起因する成分が約2倍過大評価されるものの、シミュレーション結果は観測されたスペクトルプロファイルと良好な一致を示した。水素分子および水素分子イオンからの解離励起は、輝線強度に対して重要な役割を果たすことが明らかになった。反射と荷電交換によって生成された高エネルギー重水素原子に起因する輝線強度と重水素原子フラックスの比は、高速原子がダイバータプラズマから容易に脱出するため、減少することが示された。低密度条件における狭い成分の幅は、重水素原子温度1.3 eVに対応し、高密度条件では2.2 eVに対応することが明らかになった。