Spectroscopic studies of emissions released from tungsten ions combined with a pellet injection technique have been conducted in Large Helical Device for contribution to the tungsten transport study in tungsten divertor fusion devices and for expansion of the experimental database of tungsten line emissions. The spectral intensities of W5+, W24+–W28+, W37+, W38+, W41+–W43+, W45+, and W46+ emission lines were measured simultaneously over a wide wavelength range from x-ray to visible. Time evolutions of the various tungsten line spectra indicate that the tungsten confinement time depends on the electron density of the plasma and is long in high density plasmas, on the order of seconds, and short in low density plasmas, on the order of sub-seconds. When the confinement time was long, the tungsten ions remained in the plasma until the end of the discharge, changing their dominant charge with the change in electron temperature. When the confinement time was short, the tungsten ions rapidly decreased in all charge states and disappeared. Space-resolved EUV and visible spectroscopy measurements have revealed that tungsten ions stayed in the core region of the plasma with changing their dominant charge state depending on the electron temperature in the discharges with the long confinement time. Detailed analysis of soft x-ray emission suggested that the confinement time increases with density and becomes saturated when the central electron density exceeds 2 × 1013 cm−3.
タングステンダイバータ核融合装置におけるタングステン輸送研究への貢献と、タングステン線発光の実験データベースの拡張を目的として、ペレット入射技術と組み合わせたタングステンイオンから放出される放射の分光学的研究が、大型ヘリカル装置において実施された。W5+、W24+–W28+、W37+、W38+、W41+–W43+、W45+、およびW46+の発光線のスペクトル強度が、X線から可視光にわたる広い波長範囲で同時に測定された。様々なタングステン線スペクトルの時間発展は、タングステンの閉じ込め時間がプラズマの電子密度に依存し、高密度プラズマでは秒のオーダーで長く、低密度プラズマではサブ秒のオーダーで短いことを示している。閉じ込め時間が長い場合、タングステンイオンは放電終了までプラズマ中に留まり、電子温度の変化に伴ってその支配的な電荷を変化させた。閉じ込め時間が短い場合、タングステンイオンは全ての電荷状態において急速に減少し、消滅した。空間分解EUVおよび可視分光測定により、閉じ込め時間が長い放電では、タングステンイオンは電子温度に依存して支配的な電荷状態を変化させながら、プラズマのコア領域に留まることが明らかになった。軟X線放射の詳細な解析により、閉じ込め時間は密度とともに増加し、中心電子密度が2 × 1013 cm−3を超えると飽和することが示唆された。