Accurate atomic data and reliable spectroscopic diagnostics for tungsten are essential for fusion research, given its role as a plasma-facing material in ITER. We present a systematic study of highly charged W31+–W39+ ions, combining large-scale atomic structure calculations with collisional–radiative modeling under fusion-relevant conditions. Excitation energies and magnetic dipole (M1) transition probabilities were calculated using the Flexible Atomic Code with extensive configuration expansions, achieving excitation energy deviations within 2% for W31+ and W35+–W39+. Larger discrepancies for W32+ and W34+ reflect both the intrinsic challenges of modeling open-4d shell correlations and uncertainties in available experimental benchmarks. The CR model, incorporating dielectronic recombination, accurately reproduces charge-state distributions at eV and cm−3 consistent with Large Helical Device observations. Synthetic spectra in the 500–900 Å vacuum ultraviolet range successfully reproduce 11 experimentally observed lines and resolve several previously ambiguous spectral assignments. Importantly, selected M1 intensity ratios exhibit strong, distinct sensitivities to electron temperature and density, establishing them as robust diagnostics for tungsten impurity monitoring. This work provides comprehensive atomic data and validated spectral interpretations that enhance tungsten modeling accuracy and support plasma diagnostics development for ITER and future fusion devices.
タングステンの正確な原子データと信頼性の高い分光診断は、ITERにおけるプラズマ対向材料としての役割を考慮すると、核融合研究に不可欠である。我々は、核融合関連条件下での大規模原子構造計算と衝突-放射モデリングを組み合わせた、高電荷W31+–W39+イオンの系統的研究を提示する。励起エネルギーと磁気双極子（M1）遷移確率は、広範な配置展開を用いたFlexible Atomic Codeを用いて計算され、W31+およびW35+–W39+について励起エネルギー偏差2%以内を達成した。W32+およびW34+のより大きな偏差は、開いた4d殻の相関をモデル化する本質的な困難と、利用可能な実験的ベンチマークの不確かさの両方を反映している。誘電再結合を組み込んだCRモデルは、Large Helical Deviceの観測と一致する、 eV および cm−3 における電荷状態分布を正確に再現する。500–900 Åの真空紫外域における合成スペクトルは、実験的に観測された11本の輝線を再現し、これまで曖昧であったいくつかのスペクトル帰属を解決する。重要なことに、選択されたM1強度比は、電子温度と密度に対して強く明確な感度を示し、タングステン不純物監視のための堅牢な診断法として確立される。この研究は、包括的な原子データと検証済みのスペクトル解釈を提供し、タングステンモデリングの精度を向上させ、ITERおよび将来の核融合装置におけるプラズマ診断開発を支援する。