Observations of impurity behaviour are presented from ICRF heating experiments at 180 MHz performed for a variety of conditions on the Alcator C tokamak, using graphite limiters and stainless steel antenna Faraday shields. Spectroscopic observations revealed significant increases in metal impurity concentrations during the RF pulse, with iron levels increasing by as much as a factor of twelve at the highest RF powers (about 350–400 kW). Analysis of the inferred iron source rates shows an approximately linear dependence on RF power up to 400 kW, with no clear dependence on resonance conditions or bulk plasma parameters. However, a sharp temperature increase in the limiter shadow region was observed during the ICRF pulse, which was well correlated with the iron influx rate. From this and other evidence it is concluded that physical sputtering of the Faraday shield due to an elevated sheath potential is the primary source of metal impurities during ICRF heating on Alcator C. The same process, occurring at the graphite limiter, is believed to be the dominant source of carbon and oxygen. The calculated sputtering yields obtained from an edge erosion code demonstrate the plausibility of this model.
アルカトールCトカマクにおいて、グラファイトリミッターとステンレス鋼製アンテナファラデーシールドを用い、種々の条件下で実施された180MHzでのICRF加熱実験における不純物挙動の観測結果を示す。分光観測により、RFパルス中に金属不純物濃度が有意に増加することが明らかとなり、最高RFパワー（約350〜400kW）において鉄濃度は最大12倍に増加した。推定された鉄の発生源レートの解析から、400kWまでのRFパワーに対するほぼ線形の依存性が示され、共鳴条件やバルクプラズマパラメータに対する明確な依存性は認められなかった。しかしながら、ICRFパルス中にリミッター影領域で急峻な温度上昇が観測され、これは鉄の流入レートとよく相関していた。このことおよび他の証拠から、アルカトールCにおけるICRF加熱中の金属不純物の主要な発生源は、シース電位の上昇によるファラデーシールドの物理スパッタリングであると結論づけられる。グラファイトリミッターで生じる同じ過程が、炭素および酸素の主要な発生源であると考えられる。エッジ侵食コードから得られた計算スパッタリング収率は、このモデルの妥当性を示している。