AbstractThis work continues an investigation of fusion reactor materials erosion and redeposition processes, whereby the molecular collision and transport processes of carbon-containing molecules in relation to erosion and redeposition in the fusion boundary plasma were investigated. For this purpose, the graphite target was exposed to laboratory-scale hydrogen plasma, whose parameters are close to a fusion boundary plasma that generates carbon containing molecules. Optical spectroscopy was employed to identify CH, C2 and H2 molecules in the plasma and the spatial distribution of their relative density was measured. In addition, equations and methods are proposed to determine the excitation temperatures of carbon-containing molecules. The spatial distributions of rotational and vibrational excitation temperatures were evaluated from the obtained C2 and CH emission spectra by fitting them with calculated spectra. We propose to test our method to monitor chemically sputtered particles near the actual Tokamak divertor.
本稿は、核融合炉材料の侵食および再堆積プロセスに関する研究の継続であり、分子衝突と、核融合境界プラズマにおける侵食および再堆積に関連する炭素含有分子の輸送過程について調査したものである。この目的のため、核融合境界プラズマに近いパラメータを有する実験室規模の水素プラズマに黒鉛ターゲットを曝露した。プラズマ中のCH、C2、H2分子を同定するために光学分光法を適用し、それらの相対密度の空間分布を測定した。さらに、炭素含有分子の励起温度を決定するための方程式と手法を提案した。CHおよびC2の放射スペクトルを計算スペクトルとフィッティングすることにより、回転励起温度および振動励起温度の空間分布を得た。本手法を実際のトカマク型核融合装置のダイバータ近傍における化学スパッタリング粒子のモニタリングに適用することを提案する。