A new diagnostic method with tracer-encapsulated solid pellet (TESPEL) injection with multiple tracers is developed to study impurity behaviour in a magnetically confined plasma. If a pellet contains multiple tracers, it becomes possible to compare the behaviour of different impurities simultaneously under the same plasma conditions. We injected a TESPEL into the Large Helical Device mainly with triple tracers: vanadium (V), manganese (Mn) and cobalt (Co). The Li-like lines in the vacuum ultraviolet range and the Kα lines in the soft x-ray range from these tracers are simultaneously observed with a time resolution of 50 ms. As the charges of the nuclei of intrinsic impurities, chromium (Cr) and iron (Fe), are in between those of the tracers, the behaviour of Cr and Fe can be studied quantitatively by knowing the number of tracer particles and also by comparing the emission intensity change due to the electron temperature change. It is observed that the tracer impurities remain in the plasma core region when the plasma density is higher than 5 × 1019 m−3. It is also observed that the intrinsic impurities cannot enter the core region when the plasma density is higher than the same level, although the two phenomena appear to be independent.
多トレーサーを内包した固体ペレット（TESPEL）注入による新しい診断法を、磁場閉じ込めプラズマにおける不純物挙動の研究のために開発した。ペレットが複数のトレーサーを含む場合、同一のプラズマ条件下で異なる不純物の挙動を同時に比較することが可能となる。我々は、主に3種類のトレーサー、すなわちバナジウム（V）、マンガン（Mn）、コバルト（Co）を含むTESPELを大型ヘリカル装置に注入した。これらのトレーサーからの真空紫外領域のLi様輝線と軟X線領域のKα線を、50 msの時間分解能で同時に観測した。内因性不純物であるクロム（Cr）と鉄（Fe）の原子核の電荷はトレーサーのそれらの間に位置するため、トレーサー粒子数を把握し、また電子温度変化による発光強度変化を比較することにより、CrとFeの挙動を定量的に研究することができる。プラズマ密度が5×10¹⁹ m⁻³より高い場合、トレーサー不純物はプラズマコア領域に留まることが観測された。また、同じ密度レベルより高い場合、内因性不純物はコア領域に入ることができないことも観測されたが、これら二つの現象は独立して現れるように思われる。