The behavior of carbon impurities in deuterium plasmas and its impact on thermal confinement were investigated in comparison with hydrogen plasmas in the Large Helical Device (LHD). Deuterium plasma experiments have been started in the LHD and high-ion-temperature plasmas with central ion temperature (Ti) of 10 keV were successfully obtained. The thermal confinement improvement could be sustained for a longer time compared with hydrogen plasmas. An isotope effect was observed in the time evolution of the carbon density profiles. A transiently peaked profile was observed in the deuterium plasmas due to the smaller carbon convection velocity and diffusivity in the deuterium plasmas compared with the hydrogen plasmas. The peaked carbon density profile was strongly correlated to the ion thermal confinement improvement. The peaking of the carbon density profile will be one of the clues to clarify the unexplained mechanisms for the formations of ion internal transport barrier and impurity hole on LHD. These results could also lead to a better understanding of the isotope effect in the thermal confinement in torus plasma.
重水素プラズマ中の炭素不純物の挙動と熱閉じ込めへの影響を、大型ヘリカル装置（LHD）において水素プラズマとの比較で調べた。LHDでは重水素プラズマ実験が開始され、中心イオン温度（Ti）10 keVの高イオン温度プラズマが得られた。熱閉じ込め改善は水素プラズマと比較して長く持続することができた。炭素密度分布の時間発展において同位体効果が観測された。重水素プラズマでは、水素プラズマと比較して炭素の対流速度と拡散係数が小さいため、過渡的なピーク分布が観測された。ピーク状の炭素密度分布はイオン熱閉じ込め改善と強く相関していた。炭素密度分布のピーク化は、LHDにおけるイオン内部輸送障壁と不純物ホールの形成の未解明なメカニズムを解明する手がかりの一つとなるであろう。これらの結果は、トーラスプラズマにおける熱閉じ込めの同位体効果のより深い理解にもつながる可能性がある。