We have investigated the synergistic effect of a combination of various impurity gases and hydrogen gas on plasma detachment of high temperature plasma, equivalent to scrape-off layer plasma of tokamaks in the GAMMA 10/PDX end region, utilizing an open magnetic field configuration. A small puff of an impurity gas (N2, Ne, Ar, Kr, Xe) in combination with a puff of H2 gas is examined to evaluate their synergistic effect on the formation of detached plasma; the following results are obtained. (i) A combination of N2 and H2 puffs showed a clear decrease of electron density and ion flux; (ii) N2 and H2 puffs form a strong density gradient along the axial direction; and (iii) other noble impurity gases showed an insufficient synergistic effect. The new results indicate the possibility of achieving a reliable divertor operation scheme and the importance of a deeper understanding of the H2 and N2 assisted recombination process.
我々は、GAMMA 10/PDX端部領域におけるトカマクのスクレイプオフ層プラズマに相当する高温プラズマの脱離に対する、種々の不純物ガスと水素ガスの組み合わせの相乗効果を、開放磁場配位を利用して調査した。脱離プラズマの形成に対する相乗効果を評価するため、H2ガスのパフと組み合わせた不純物ガス（N2、Ne、Ar、Kr、Xe）の小さなパフを調べたところ、以下の結果が得られた。(i) N2とH2のパフの組み合わせは、電子密度とイオン束の明確な減少を示した。(ii) N2とH2のパフは、軸方向に沿って強い密度勾配を形成した。(iii) 他の希ガス不純物は、不十分な相乗効果を示した。これらの新たな結果は、信頼性の高いダイバータ運転スキームを達成する可能性と、H2およびN2支援再結合過程のより深い理解の重要性を示している。