制御核融合を実現するためには、高温
プラズマを生成し、高密度の状態で一定時間以上維持する必要がある。しかし、プラズマか
ら放射される光は放射損失によるプラズマのエネルギー閉じ込めの悪化をもたらし、その妨
げになる。従って、このプラズマから放射される光を計測することは、プラズマのエネルギ
ー閉じ込めの状態を知る上で重要である。
プラズマから放射される光には、電子・イオンのクーロン衝突による制動放射、電子
・イオン再結合による再結合放射、原子あるいは不純物イオンの放射遷移による線スペクト
ル放射がある。プラズマからの制動放射の放射パワーは、不純物イオンの電荷数Zの2乗に比
例するので、プラズマのエネルギー閉じ込めを向上させるためには、不純物によるプラズマ
の汚染を防がなければならない。不純物イオンからの放射遷移によるスペクトルは不純物イ
オン固有のものなので、このスペクトルを測定することにより、不純物イオンを特定するこ
とができ、その空間分布を測定することにより不純物イオンの空間分布を知ることができる。
この空間分布を時間をおって測定することにより不純物のプラズマへの混入の様子を知ること
ができ、不純物の発生機構の解明に役立つ。さらに、不純物イオンの輸送現象をも知ることが
でき、これはプラズマ中の電位構造を知る上で重要となる。また、不純物イオンスペクトルの
ドップラーシフト、ドップラー広がりを測定することにより、プラズマ中の回転速度、イオン
温度等を測定することができる。プラズマ回転速度の測定からプラズマ中の電場の空間分布を
導出することが可能である。この他、絶対放射強度の測定から中性原子密度の空間分布の測定
が可能である。また、分光モデルにあてはめることにより電子温度、電子密度等のプラズマパ
ラメーターを測定することも可能である。
この他、各担当が行う計測系によっていろい
ろなプラズマ診断を行っている。
分光測定によって得られたデータを分光
モデルにあてはめることによって、プラズマ電子温度、電子密度、中性原子密度、イオン温度
等、プラズマパラメーターを知ることができる。