Arcing is a long-standing plasma–surface interaction issue, and the issue is currently being revived. This paper assesses the impact of arcing in fusion devices based on the observations in JT-60U, the Large Helical Device (LHD) and the linear divertor simulator NAGDIS-II. To investigate the first initiation process of arcing, field emission currents from several tungsten samples are measured. It is shown that the field emission current increases significantly after tungsten is exposed to helium plasmas. A postmortem analysis of JT-60U tiles reveals that arcing phenomena occurred on carbon baffle plates inside the vacuum vessel in JT-60U. From the observation of the arc trails recorded on the baffle plate, the amount of eroded materials is discussed. The arcing seems to occur frequently on the inner baffles rather than the outer baffles. From LHD, it is shown that the arcing can be initiated on nanostructured tungsten even without transient events. The erosion of tungsten by arcing will become an important issue in a fusion reactor, where helium fluence is significantly increased. From the experiments in NAGDIS-II, it is shown that arcing can be initiated even without transient heat load when the target voltage is low enough, e.g. −500 V. Frequent initiation of arcing annihilates the nanostructure growth due to helium plasma irradiation on the surface.
アーキングは長年にわたるプラズマ・表面相互作用の問題であり、現在その問題が再び注目されている。本論文は、JT-60U、大型ヘリカル装置（LHD）、および線状ダイバータシミュレータNAGDIS-IIにおける観測に基づき、核融合装置におけるアーキングの影響を評価するものである。アーキングの最初の発生過程を調査するため、複数のタングステン試料からの電界放出電流を測定した。タングステンがヘリウムプラズマに曝露された後、電界放出電流が有意に増加することが示された。JT-60Uの事後分析により、JT-60Uの真空容器内の炭素バッフル板にアーキング現象が発生したことが明らかになった。バッフル板に記録されたアーク痕の観察から、侵食量について議論がなされている。アーキングは外側バッフルよりも内側バッフルで頻繁に発生しているようである。LHDからは、過渡的な事象がなくてもナノ構造化タングステン上でアーキングが発生し得ることが示された。ヘリウムフルエンスが有意に増加する核融合炉において、タングステンのアーキングによる侵食は重要な問題となるであろう。NAGDIS-IIでの実験から、ターゲット電圧が十分に低い場合（例えば−500 V）、過渡的な熱負荷がなくてもアーキングが発生し得ることが示された。アーキングの頻繁な発生は、ヘリウムプラズマ照射による表面のナノ構造成長を消滅させる。