The choice of first wall material is of paramount importance for the plasma start-up conditions in ITER and future fusion power plants. In this context, the present work focuses on the correlations between first wall impurity sources and total radiated power during plasma start-up in the tungsten (W) Environment in Steady-state Tokamak (WEST). The objective is to highlight experimental indications for a preferable combination of start-up plasma scenario and first wall materials. Until 2019, WEST featured a full high Z first wall with all limiters exposing only W surfaces to the plasma. To study the impact of a low Z first wall in WEST, boron nitride tiles were installed in the central part of the inner and outer limiters in 2020. Although visible spectroscopy and bolometry measurements show respectively a strong weakening of the WI line intensity on the limiters and a reduction of radiated power after the changeover, a degradation occurs with the accumulation of plasma exposure. In addition, the different plasma facing elements of the main chamber do not influence equally the radiated power during start-up. In both high Z and low Z environments, a clear non-linear dependence is found between the start-up radiated power and the outer limiter W impurity source. Since W seems to be the main cause for core radiation, correlation between outer limiter W sources and other impurity sources are investigated. Finally, analysis of the legacy of B powder drops on a number of start-up plasmas suggests that it is less effective at reducing radiated power when the first wall is covered with W.
第一壁材料の選択は、ITERおよび将来の核融合発電所におけるプラズマ立ち上げ条件にとって極めて重要である。この文脈において、本研究は、WEST（タングステン(W)環境定常トカマク）におけるプラズマ立ち上げ中の第一壁不純物源と総放射パワーとの相関関係に焦点を当てている。目的は、立ち上げプラズマシナリオと第一壁材料の好ましい組み合わせに関する実験的兆候を明らかにすることである。2019年まで、WESTは、すべてのリミッタがプラズマにW表面のみを露出させる完全な高Z第一壁を備えていた。WESTにおける低Z第一壁の影響を研究するため、2020年に内側および外側リミッタの中央部分に窒化ホウ素タイルが設置された。可視分光法とボロメトリ測定により、交換後、リミッタ上のWI線強度の大幅な弱化と放射パワーの低減がそれぞれ示されるが、プラズマ曝露の蓄積に伴って劣化が生じる。さらに、主チャンバーの異なるプラズマ対向要素は、立ち上げ中の放射パワーに等しく影響するわけではない。高Z環境と低Z環境の両方において、立ち上げ放射パワーと外側リミッタのW不純物源との間に明確な非線形依存性が見いだされる。Wがコア放射の主な原因であると思われるため、外側リミッタのW源と他の不純物源との相関関係が調査される。最後に、多数の立ち上げプラズマにおけるB粉末滴下の残存効果の分析は、第一壁がWで覆われている場合、放射パワーの低減にはあまり効果的でないことを示唆している。