An investigation of lithium influx to plasma, radiation, transport, and its influence on plasma parameters is carried out using spectroscopy and transport modeling methods. The lithium source in the discharge of the T-10 tokamak is a moving Li-limiter based on a tungsten capillary-pore system (CPS). A strong dependence is found between the Li influx to plasma on the distance between the Li-limiter and plasma current boundary in the scrape-off layer (SOL) region. It is shown that if the Li-limiter is located on the radius of the chamber wall (r ≈ 40 cm), lithium influx to plasma is at a low level with a value ∼2·1018 s−1 and the Li nuclei concentration in the plasma does not exceed ∼0.5% of electron density ne with the effective charge value Zeff ≈ 1.2. If the Li-limiter is moved to the current radius (aL = 30 cm), lithium influx to plasma reaches ∼3 · 1020 s−1, which leads to a formation of lithium plasma with the density limit of (the Greenwald density limit) with a Zeff value of ≈2.9 and ≈10% of the remaining deuteron density. In this case, the lithium radiation losses power estimated in Li-plasma is extremely low and does not exceed ≈15% of ohmic power. All obtained results are interpreted using transport models. Changing the lithization level of the chamber walls can significantly reduce the level of C, O, and W impurities and greatly affect the Zeff values. The dependencies of energy confinement times in the electron and ion components on the value of the averaged electron density are investigated in regimes with significantly varying Zeff values. The paper presents the computational analysis of the lithium radiation power at the plasma periphery and in the SOL as a function of boundary conditions, transport characteristics, and confinement times of lithium ions.
リチウムのプラズマへの流入、放射、輸送、およびプラズマパラメータへのその影響の調査は、分光法と輸送モデリング手法を用いて実施される。T-10トカマクの放電におけるリチウム源は、タングステン毛細管多孔質システム（CPS）に基づく移動式リチウムリミターである。リチウムのプラズマへの流入と、スクレイプオフ層（SOL）領域におけるリチウムリミターとプラズマ電流境界との間の距離との間に、強い依存性が見出される。リチウムリミターがチャンバー半径（r ≈ 40 cm）に位置する場合、プラズマへのリチウム流入は低レベルであり、その値は約2・10¹⁸ s⁻¹であり、プラズマ中のリチウム核濃度は電子密度の約0.5%を超えず、実効電荷数Zeff ≈ 1.2となる。リチウムリミターが電流半径（aL = 30 cm）に移動すると、プラズマへのリチウム流入は約3・10²⁰ s⁻¹に達し、これはグリーンワルド密度限界に近いリチウムプラズマの形成をもたらし、Zeff値は約2.9となり、残存重水素核密度の約10%となる。この場合、リチウムプラズマにおける放射損失の推定値は極めて低く、オーミック電力の約15%を超えない。得られたすべての結果は輸送モデルを用いて解釈される。チャンバー壁のリチウム化レベルの変更は、C、O、W不純物のレベルを大幅に低減し、Zeff値に大きな影響を与えることができる。電子成分およびイオン成分におけるエネルギー閉じ込め時間の、平均電子密度への依存性が、Zeff値が大幅に変動する条件下で調査される。本論文は、リチウムイオンの境界条件、輸送特性、および閉じ込め時間の関数として、プラズマ周辺部およびSOLにおけるリチウム放射パワーの計算解析を提示する。