The tungsten nanostructure (W-fuzz) created in the linear divertor simulator (NAGDIS) was exposed to the Large Helical Device (LHD) divertor plasma for only 2 s (1 shot) to study exfoliation/erosion and microscopic modifications due to the high heat/particle loading under high magnetic field conditions. Very fine and randomly moved unipolar arc trails were clearly observed on about half of the W-fuzz area (6 × 10 mm2). The fuzzy surface was exfoliated by continuously moving arc spots even for the very short exposure time. This is the first observation of unipolar arcing and exfoliation of some areas of the W-fuzz structure itself in a large plasma confinement device with a high magnetic field. The typical width and depth of each arc trail were about 8 µm and 1 µm, respectively, and the arc spots moved randomly on the micrometre scale. The fractality of the arc trails was analysed using a box-counting method, and the fractal dimension (D) of the arc trails was estimated to be D ≈ 1.922. This value indicated that the arc spots moved in Brownian motion, and were scarcely influenced by the magnetic field. One should note that such a large scale exfoliation due to unipolar arcing may enhance the surface erosion of the tungsten armour and act as a serious impurity source for fusion plasmas.
線形ダイバータシミュレータ（NAGDIS）で作製したタングステンナノ構造（W-fuzz）を、大型ヘリカル装置（LHD）のダイバータプラズマにわずか2秒間（1ショット）曝露し、高熱・高粒子負荷による剥離・侵食および微細構造変化を調べた。W-fuzz領域の約半分（6×10 mm²）にわたって、非常に微細でランダムに移動するユニポーラアーク痕が明瞭に観察された。曝露時間が極めて短いにもかかわらず、連続的に移動するアークスポットによってファジー表面が剥離することが確認された。高磁場下の大型プラズマ閉じ込め装置において、W-fuzz構造自体のユニポーラアーキングとその一部領域の剥離を観察したのは今回が初めてである。各アーク痕の典型的な幅は約8 µm、深さは約1 µmであり、アークスポットはマイクロメートルスケールでランダムに移動していた。アーク痕のフラクタル性をボックスカウンティング法により解析したところ、フラクタル次元（D）は約1.922と評価された。この値は、アークスポットの移動がブラウン運動的であり、磁場の影響をほとんど受けていないことを示している。このようなユニポーラアーキングによる大規模な剥離は、タングステンアーマーの表面侵食を促進し、核融合プラズマにおける深刻な不純物源となり得ることに留意すべきである。