Effect of impurity seeding on plasma global confinement has been investigated in H-mode plasmas of the HL-2A tokamak. Metal and gas impurities can be externally seeded by laser blow-off (LBO) and supersonic molecular beam injection (SMBI) systems, respectively. Using the LBO system to seed aluminium impurities into H-mode plasmas, it is observed that the ELM frequency after the impurity seeding is reduced by about 50%. The plasma stored energy is enhanced. The corresponding energy loss caused by each ELM increases with the decrease of ELM frequency. Besides, the neon and argon gas impurities have been seeded into H-mode plasmas by SMBI. The ELM frequency decreases to 0.3–0.5 times lower than that before the SMBI. The prolonged inter-ELM periods allow the plasma to build a higher pedestal density. It is observed that the energy confinement of the H-mode plasma is improved by the edge-deposited impurities, which is mainly attributed to the enhancement of plasma ion temperature. Both the edge and core ion temperatures are increased by 20%–40% after the impurity seeding. The quasi-linear simulations predict that the ion heat flux induced by ion temperature gradient mode is deceased in the present of impurity. The result suggests that the seeded impurity could reduce the edge ion thermal transport, resulting in the formation a higher edge ion temperature, which is a boundary condition for further increasing the core temperature through the profile stiffness.
HL-2AトカマクのHモードプラズマにおいて、不純物入射がプラズマ全体の閉じ込めに及ぼす影響を調査した。金属およびガス不純物は、それぞれレーザーブローオフ（LBO）および超音速分子ビーム入射（SMBI）システムにより外部から入射することができる。LBOシステムを用いてHモードプラズマにアルミニウム不純物を入射したところ、不純物入射後のELM周波数は約50%低減することが観察された。プラズマの蓄積エネルギーは増大した。各ELMによる対応するエネルギー損失は、ELM周波数の低下に伴い増加する。さらに、ネオンおよびアルゴンガス不純物をSMBIによりHモードプラズマに入射した。ELM周波数はSMBI前の0.3〜0.5倍に低下した。ELM間隔の延長により、プラズマはより高いペデスタル密度を構築することが可能となった。エッジに堆積した不純物によりHモードプラズマのエネルギー閉じ込めが改善されることが観察され、これは主にプラズマイオン温度の上昇に起因する。不純物入射後、エッジおよびコアのイオン温度はともに20%〜40%上昇した。準線形シミュレーションにより、イオン温度勾配モードによって誘起されるイオン熱流束は、不純物存在下で減少することが予測される。この結果は、入射された不純物がエッジのイオン熱輸送を低減し、より高いエッジイオン温度の形成をもたらすことを示唆しており、これはプロファイル剛性を通じてコア温度をさらに上昇させるための境界条件となる。