Adequate helium enrichment and exhaust have beenachieved in reactor relevant ELMy H mode plasmas in JETperformed in the Mark II divertor geometry. These quantities,describing the retention of impurities in divertors, have beenexperimentally inferred from CXRS measurements in the coreplasma, and from a spectroscopic analysis of a Penning gaugedischarge in the exhaust gas. The retention of helium was foundto be sufficient with respect to the requirements in a next stepdevice, with helium enrichment factors exceeding 0.1 in highdensity ELMy H mode discharges. With increasing core plasmadensity the helium partial pressure in the exhaust channelincreases. While in L mode plasmas the helium enrichmentdecreases with increasing core plasma density, it remains almostconstant in ELMy H mode plasma. The noble gas neon is betterenriched in the divertor at high core plasma densities in bothconfinement regimes. These experimental results can be explainedby the significant differences between the penetration depths ofthe impurity neutrals and by their subsequent different impuritytransport mechanisms. Analytical and numerical analyses of theseplasmas using the impurity code package DIVIMP/NIMBUS supportthe proposition that, owing to their much longer ionization meanfree path, helium particles can escape from the divertor chamberas neutrals, while neon escapes by means of ion leakage.Consequently, the divertor plasma conditions strongly influencethe noble gas compression and enrichment. Variations of thedivertor plasma configuration and modifications to the divertorgeometry have enhanced the pumping capabilities of the tokamak,but have been found not to affect the helium enrichment.
Mark IIダイバータ形状で実施されたJETにおける炉心関連ELMy Hモードプラズマにおいて、十分なヘリウム濃縮と排気が達成された。ダイバータにおける不純物の保持を記述するこれらの量は、コアプラズマにおけるCXRS測定と、排気ガス中のペニングゲージ放電の分光分析から実験的に推定された。ヘリウムの保持は、高密度ELMy Hモード放電においてヘリウム濃縮係数が0.1を超え、次段階装置における要件に対して十分であることが見出された。コアプラズマ密度の増加に伴い、排気チャンネル内のヘリウム分圧は増加する。Lモードプラズマではヘリウム濃縮はコアプラズマ密度の増加とともに減少する一方、ELMy Hモードプラズマではほぼ一定のままである。貴ガスであるネオンは、両閉じ込め領域において高コアプラズマ密度でダイバータにより良く濃縮される。これらの実験結果は、不純物中性粒子の侵入深さの有意な差と、それに続く異なる不純物輸送機構によって説明できる。不純物コードパッケージDIVIMP/NIMBUSを用いたこれらのプラズマの解析的および数値的解析は、ヘリウム粒子ははるかに長い電離平均自由行程のために中性粒子としてダイバータ室から脱出できる一方、ネオンはイオン漏出によって脱出するという提案を支持する。結果として、ダイバータプラズマ条件は貴ガスの圧縮と濃縮に強く影響する。ダイバータプラズマ配位の変更とダイバータ形状の修正はトカマクの排気能力を向上させたが、ヘリウム濃縮には影響しないことが見出された。