극자외선 분광진단시스템을 활용한 KSTAR 플라즈마의 텅스텐 스펙트럼 모델링 연구 초기결과

Abstract

KSTAR에서 금속 불순물 주입 시스템과 소형 첨단 EUV 분광진단시스템(CAES)을 활용하여 EUV 영역의 파장 대에서 공간 분해된 텅스텐(W) 스펙트럼을 관측하였다. 본 연구에서는 KSTAR 플라즈마에서의 텅스텐 분포 및 수송물리 현상을 분석하기 위해 측정 된 텅스텐 스펙트럼을 스펙트럼 모델링과 비교하였다. 본 스펙트럼 모델링에는 Flexible Atomic Code (FAC)로 계산된 W10+ - W48+의 광자방출계수(PEC)와 openADAS의 이온화 및 재결합 계수가 포함되었다. 또한 톰슨산란진단계로 측정된 전자 온도 및 밀도의 방사형 프로파일을 입력변수로 사용하여 CAES의 시선을 따라 정규화된 자속좌표로 변환을 하였고 이를 바탕으로 텅스텐 주입 후 플라즈마가 정상상태와 코로나 평형 상태에 있다고 가정하여 텅스텐의 선방출광을 계산하였다. 첫번째 시도로, free parameter인 확산(D)과 대류(V) 계수는 회전하는 플라즈마 안에서 질량이 큰 불순물의 밀도 비대칭성을 고려한 연구결과를 참고하였다[1]. 본 스펙트럼 모델링의 선적분된 방출광의 초기결과는 2016년 KSTAR 캠페인의 측정 데이터와 비교하였을 때 W25+ -W30+가 존재하는 4 - 6 nm 부근에서 유사한 스펙트럼 결과를 보였으며 더욱 자세한 계산 및 비교를 위해 여러 free parameter를 바꾸어 가며 물리적인 해석을 진행할 예정이며 CAES의 절대보정 및 KSTAR의 이미징 볼로미터를 활용한 텅스텐 밀도 분포 분석 등이 진행될 예정이다.