This paper is a continuation of previous studies (de la Cal et al 2007 J. Nucl. Mater.363–365 764, de la Cal et al 2007 Proc. 34th EPS Conf. (Poland, Warsaw) P 2.029), where hydrogen recycling under ionizing plasma conditions was analysed by spatially resolved Hα-emission spectroscopy with a tangentially viewing camera looking at a poloidal limiter of the TJ-II stellarator operated with a low density, high temperature plasma edge (ne = (1–10) × 1012 cm−3 and Te = 40–400 eV). In this study, the first objective is to validate for hydrogen the recently implemented EIRENE codeawww.eirene.de by comparing simulated Hα-emission chords with that obtained experimentally. The second objective is to analyse the atom and molecular neutral distributions in front of the limiter and at other plasma and chamber locations. The third one is to study the atomic and molecular reactions involved in the dissociation, ionization and excitation reactions, as calculated from the EIRENE code, in order to study hydrogen atomic and molecular physics in a low density, high temperature fusion plasma edge, with special focus on interpretation of Hα-emission. The contribution of the different reactions to the emission is analysed as a function of plasma radius. A relevant result obtained from EIRENE under this item is that the main precursor of the molecular Hα-emission is not H2 as proposed in many previous studies, but .
本論文は、先行研究（de la Cal et al 2007 J. Nucl. Mater.363–365 764、de la Cal et al 2007 Proc. 34th EPS Conf.（ポーランド、ワルシャワ）P 2.029）の継続であり、そこでは電離プラズマ条件下での水素リサイクリングが、TJ-IIステラレータのポロイダルリミターを接線方向から観測するカメラを用いたHα発光分光法により空間分解して解析された。当該装置は、低密度・高温のプラズマ端（ne = (1–10) × 1012 cm−3、Te = 40–400 eV）で運転された。本研究の第一の目的は、最近実装されたEIRENEコード（www.eirene.de）を水素について検証することであり、シミュレーションによるHα発光 chord を実験で得られたものと比較する。第二の目的は、リミター前面およびその他のプラズマ・真空容器位置における原子・分子状中性粒子の分布を解析することである。第三の目的は、EIRENEコードによって計算された、解離・電離・励起反応に関与する原子・分子反応を研究し、低密度・高温の核融合プラズマ端における水素の原子・分子物理を、Hα発光の解釈に焦点を当てて研究することである。各反応の発光への寄与は、プラズマ半径の関数として解析される。この項目に関してEIRENEから得られた重要な結果は、分子性Hα発光の主な前駆体は、これまでの多くの研究で提案されていたH2ではなく、 であるということである。