The seeding of gaseous impurities will be mandatory for ITER to protect the tungsten divertor from local heat loads. A promising candidate for radiative cooling seems to be nitrogen, but reactions with hydrogen may influence tokamak operation. In particular, the formation of ammonia can become a serious issue for gas plants, cryo pumps and wall conditioning. Therefore, the residual gases of discharges with and without nitrogen seeding at ASDEX Upgrade were investigated by mass spectrometry. For the deconvolution of the measured spectra a method was developed that takes into account different protium concentrations in different compounds. The applied absolute calibration of the mass spectrometers allowed a quantitative analysis. Significant formation of ammonia was observed during nitrogen-seeded H-mode discharges. Up to 8% of the seeded nitrogen atoms were detected in the form of ammonia molecules. Ammonia was present not only in the residual gas of the nitrogen-seeded discharge itself, but also in the residual gases of subsequent unseeded discharges. For calibration purposes ammonia was injected into the plasma vessel of ASDEX Upgrade without plasma operation. A significant part of the ammonia was retained in the vessel. The simultaneous observation of partly deuterated ammonia strongly indicates an interaction between metal walls and ammonia.
ITERにおいてタングステンダイバータを局所熱負荷から保護するためには、ガス種のシーディングが必須となる。放射冷却の有望な候補として窒素が挙げられるが、水素との反応がトカマク運転に影響を及ぼす可能性がある。特に、アンモニアの生成は、ガス処理設備、真空壁コンディショニング、そして真空排気システムにとって深刻な問題となり得る。そこで、ASDEX Upgradeにおいて、窒素シーディングの有無による残留ガスの質量分析計を用いた調査が実施された。測定スペクトルの解析には、異なる化合物中の異なる水素同位体濃度を考慮したデコンボリューション手法が開発された。質量分析計の絶対校正により、定量分析が可能となった。その結果、窒素シーディング中のHモード放電において、シーディングされた窒素原子の最大8%がアンモニア分子として検出されることが明らかになった。さらに、アンモニアは窒素シーディング中の放電の残留ガスだけでなく、その後のシーディングを行わない放電の残留ガスにも存在することが確認された。校正を目的として、プラズマ運転を行わずにASDEX Upgradeの真空容器へアンモニアを注入した実験では、注入されたアンモニアの大部分が容器内に残留することが示された。また、部分的に重水素化されたアンモニアが同時に観測されたことは、アンモニアと真空容器壁との間に何らかの相互作用が存在することを強く示唆している。