Edge impurity transport has been investigated in the stochastic layer of the Large Helical Device (LHD) and the scrape-off layer (SOL) of the Huan Liuqi-2A (HL-2A) tokamak, as a comparative analysis based on the three-dimensional (3D) edge transport code EMC3–EIRENE and on the carbon emission profile measurement. The 3D simulation predicts not only an impurity screening effect in both devices, but also different impurity behaviour against collisionality and impurity source location between the two devices. The difference is caused by geometrical structures of the magnetic field lines in the stochastic layer and X-point poloidal divertor SOL, i.e. the number of poloidal turns of flux tubes affecting the poloidal distribution of plasma parameters and the impact of perpendicular transport on parallel pressure conservation and energy transport. These processes have an influence on the impurity screening efficiency at upstream and downstream positions of field lines. The carbon emission measured in the stochastic layer of LHD clearly indicates the screening effect in the high-density region. The result can be qualitatively interpreted by the present modelling, although the modelling shows a slight difference in the quantitative behaviour of carbon ions in the stochastic layer of LHD. On the other hand, a comparison of the carbon emission profile from HL-2A with the modelling is not straightforward. It is found that the impurity distribution in the HL-2A SOL is very sensitive to the impurity source location. In order to interpret the experimental observation a further study is necessary, in particular, on the impurity source distribution in the divertor plate and the first wall.
周辺不純物輸送は、大型ヘリカル装置（LHD）のストカスティック層およびHL-2Aトカマクのスクレイプオフ層（SOL）において、三次元（3D）周辺輸送コードEMC3-EIRENEと炭素発光プロファイル測定に基づく比較解析として調査された。3Dシミュレーションは、両装置における不純物遮蔽効果を予測するだけでなく、衝突性と不純物源位置に対する不純物挙動の差異も予測する。この差異は、ストカスティック層とX点ポロイダルダイバータSOLにおける磁力線の幾何学的構造、すなわちプラズマパラメータのポロイダル分布に影響を与える磁束管のポロイダル回転数と、平行圧力およびエネルギー輸送に対する垂直輸送の影響によって引き起こされる。これらの過程は、磁力線の上流および下流位置における不純物遮蔽効率に影響を与える。LHDのストカスティック層で測定された炭素発光は、高密度領域における遮蔽効果を明確に示している。この結果は、本モデリングによって定性的に解釈可能であるが、LHDのストカスティック層における炭素イオンの定量的挙動についてはわずかな差異が示される。一方、HL-2Aからの炭素発光プロファイルとモデリングとの比較は単純ではない。HL-2AのSOLにおける不純物分布は、不純物源位置に非常に敏感であることが見出された。実験的観測を解釈するためには、特にダイバータ板および第一壁における不純物源分布に関するさらなる研究が必要である。