Central medium and low Z impurity concentrations and Zeff have been measured by X-ray spectrometry in Tokamak Fusion Test Reactor discharges during three periods of operation. These were (1) startup period, (2) Ohmic heating, and (3) Ohmic heating portion of the two neutral beam periods, distinguished mainly by different vacuum vessel internal hardware and increasing plasma current and toroidal field capability. Plasma parameters spanned minor radius a = 0.41−0.83 m, major radius R = 2.1−3.1 m, current Ip = 0.25−2.0 MA, line averaged electron density e = (0.9–4.0) × 1019 m−3, and toroidal magnetic field BT = 1.8−4.0 T. The metal impurities came mostly from the limiter. At low densities titanium or nickel approached 1% of ne during operation on a TiC-coated graphite or Inconel limiter, respectively. Lower levels of Cr, Fe, and Ni (⪅0.1%) were observed with a graphite limiter at similarly low densities; these elements were removed mainly from stainless steel or Inconel hardware within the vacuum vessel during pulse discharge cleaning or plasma operation on an Inconel limiter and then deposited on the graphite limiter. Hardware closest to the plasma contributed most to the deposits. Subsequent discharges slowly eroded the deposits from the limiter and reduced the metal impurity levels in the plasma. Both total low Z and metal impurity concentrations, relative to ne, decreased approximately exponentially with ne and increased with Ip. The metals showed much larger variations than did low Z elements, dropping to ≳10−5 ne at high density. Low Z impurities, mainly carbon and oxygen, ranged from 10% of ne at low ne to 3% at high ne and usually dominated Zeff and power loss. In low density plasmas with a TiC-coated graphite or Inconel limiter, the respective metals contributed 30–50% of Zeff and ⪅10–20% of the central input power. The metal contributions to Zeff and radiated power were much lower with the graphite limiter.
中央部の低Z不純物濃度とZeffは、トカマク核融合試験装置（TFTR）における3つの運転期間中にX線分光法によって測定された。これらの期間は、(1)立上げ期間、(2)オーミック加熱期間、および(3)2つの中性粒子ビーム加熱期間のうちのオーミック加熱部分であり、主に真空容器内部構造の違いと、プラズマ電流およびトロイダル磁場の増大によって区別された。プラズマパラメータは、小半径a = 0.41〜0.83 m、大半径R = 2.1〜3.1 m、電流Ip = 0.25〜2.0 MA、線平均電子密度ne = (0.9〜4.0) × 10^19 m^-3、トロイダル磁場BT = 1.8〜4.0 Tの範囲にわたった。金属不純物は主にリミッターに由来した。低密度時には、TiC被覆グラファイトリミッターまたはインコネルリミッターでの運転中に、チタンまたはニッケルがそれぞれneの約1%に達した。グラファイトリミッターを使用した同様の低密度条件では、Cr、Fe、Niのレベルはより低く（約0.1%以下）、これらの元素は主に真空容器内のステンレス鋼またはインコネル製ハードウェアに由来し、放電洗浄中またはインコネルリミッターでのプラズマ運転中に除去され、その後グラファイトリミッター上に堆積した。プラズマに最も近いハードウェアが堆積物への寄与が最も大きかった。その後の放電により、堆積物はリミッターから徐々に除去され、プラズマ中の金属不純物濃度が減少した。総低Z不純物濃度と金属不純物濃度は、ともにneに対してほぼ指数関数的に減少し、Ipとともに増加した。金属不純物は低Z元素よりも変動が大きく、高密度ではneの約10^-5まで低下した。低Z不純物（主に炭素と酸素）は、低密度時のneの約10%から高密度時の約3%の範囲であり、通常Zeffと放射損失の主要な寄与因子であった。低密度プラズマにおいて、TiC被覆グラファイトリミッターまたはインコネルリミッターを使用した場合、金属不純物はそれぞれZeffの30〜50%および中心入力電力の10〜20%に寄与した。グラファイトリミッターを使用した場合、金属不純物のZeffおよび放射損失への寄与ははるかに低かった。