A hydrogen pellet is injected into a plasma in the Large Helical Device (LHD). Strong radiation from a dense plasma formed around the pellet, the so-called 'pellet cloud', is observed and its spectrum is analysed. Emission lines of neutral hydrogen exhibit Stark broadening profiles and the electron density is evaluated through comparison with theoretical data (e.g. 2.1 × 1023 m−3). The continuum radiation is dominated by two components which correspond to radiative recombination and radiative electron attachment, respectively, the latter of which yields negative ions. From the absolute intensity and its dependence on the wavelength of the continuum radiation, the electron temperature (1.02 eV), the atom density (1.7 × 1025 m−3) and the observed plasma volume (1.6 × 10−5 m3) are determined. These results indicate that the plasma state is close to complete LTE (local thermodynamic equilibrium). The Balmer-α line profile is deformed owing to the reabsorption effect. With the help of one-dimensional radiation transport calculation, the plasma thickness in the direction of the observation (2.4 × 10−3 m) is estimated. The result suggests that the pellet cloud is extended anisotropically in the direction perpendicular to the observation.
水素ペレットが大型ヘリカル装置（LHD）のプラズマ中に注入される。ペレット周囲に形成された高密度プラズマ、いわゆる「ペレット雲」からの強い放射が観測され、そのスペクトルが解析される。水素原子の輝線はシュタルク広がりを示し、電子密度は理論データとの比較により評価される（例：2.1 × 10²³ m⁻³）。連続放射は2つの成分に支配されており、それぞれ放射再結合と放射電子捕獲に対応し、後者は負イオンを生成する。連続放射の絶対強度とその波長依存性から、電子温度（1.02 eV）、原子密度（1.7 × 10²⁵ m⁻³）、および観測されたプラズマ体積（1.6 × 10⁻⁵ m³）が決定される。これらの結果は、プラズマ状態が完全な局所熱平衡（LTE）に近いことを示している。バルマーα線のスペクトル形状は再吸収効果により変形している。一次元放射輸送計算を用いることで、観測方向のプラズマ厚さ（2.4 × 10⁻³ m）が推定される。この結果は、ペレット雲が観測方向に垂直な方向へ異方的に広がっていることを示唆している。