Quantitative tungsten study with reliable atomic modeling is important for successful achievement of ITER and fusion reactors. We have developed tungsten atomic modeling for understanding the tungsten behavior in fusion plasmas. The modeling is applied to the analysis of tungsten spectra observed from plasmas of the large helical device (LHD) with tungsten pellet injection. We found that extreme ultraviolet (EUV) emission of W24+ to W33+ ions at 1.5–3.5 nm are sensitive to electron temperature and useful to examine the tungsten behavior in edge plasmas. We can reproduce measured EUV spectra at 1.5–3.5 nm by calculated spectra with the tungsten atomic model and obtain charge state distributions of tungsten ions in LHD plasmas at different temperatures around 1 keV. Our model is applied to calculate the unresolved transition array (UTA) seen at 4.5–7 nm tungsten spectra. We analyze the effect of configuration interaction on population kinetics related to the UTA structure in detail and find the importance of two-electron-one-photon transitions between 4p54dn+1– 4p64dn−14f. Radiation power rate of tungsten due to line emissions is also estimated with the model and is consistent with other models within factor 2.
信頼性の高い原子モデリングを用いたタングステンの定量的研究は、ITERおよび核融合炉の成功に重要である。我々は、核融合プラズマ中のタングステンの挙動を理解するためのタングステン原子モデリングを開発した。このモデリングは、タングステンペレット入射を行った大型ヘリカル装置（LHD）のプラズマから観測されたタングステンスペクトルの解析に適用される。我々は、W24+からW33+イオンの1.5–3.5 nmにおける極端紫外（EUV）発光が電子温度に敏感であり、周辺プラズマ中のタングステンの挙動を調べるのに有用であることを見出した。我々は、タングステン原子モデルによる計算スペクトルによって1.5–3.5 nmの測定EUVスペクトルを再現することができ、約1 keVの異なる温度におけるLHDプラズマ中のタングステンイオンの電荷状態分布を得ることができる。我々のモデルは、4.5–7 nmのタングステンスペクトルに見られる未分解遷移配列（UTA）の計算にも適用される。我々は、UTA構造に関連するポピュレーション動力学に対する配置間相互作用の効果を詳細に解析し、4p54dn+1–4p64dn−14f間の二電子一光子遷移の重要性を見出した。線発光によるタングステンの放射パワー率もこのモデルで推定され、他のモデルと因子2以内で一致する。