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On the use of spectral lines emitted by carbon ions for plasma diagnostics in magnetic fusion devices

磁場閉じ込め核融合装置におけるプラズマ診断のための炭素スペクトル線の解析法について

Koubiti, M.*; 仲野 友英; Ferri, S.*; Godbert-Mouret, L.*; Marandet, Y.*; Rosato, J.*; Stamm, R.*

Koubiti, M.*; Nakano, Tomohide; Ferri, S.*; Godbert-Mouret, L.*; Marandet, Y.*; Rosato, J.*; Stamm, R.*

トカマク装置の非接触ダイバータプラズマにおいてX点付近の強い放射領域では、リチウム様炭素イオンのスペクトル線の強度比を解析することにより、電子密度が$$10^{22} m^{-3}$$、電子温度が1-10eVと測定されたことが報告されている。この高い電子密度を確認するためにスペクトル線の拡がりを解析することを提案した。ここではリチウム様炭素イオンのスペクトル線C IV n=5-6($$lambda$$=465.8nm)とC IV n=6-7($$lambda$$=772.6nm)の拡がりを独自に改良したPPPコードによりシミュレーションにより計算した。上記の温度と密度の範囲では温度によるドップラー拡がりと密度によるシュタルク拡がりがスペクトル線の拡がりに同程度寄与することがわかった。よって、この解析によって温度と密度を同時に定めることも可能であるが、精度の観点からは独立した計測によりこれらのパラメータを検証すべきである。

Lithium-like carbon lines have been analyzed to obtain the electron density and temperature of the emissive plasma region in the tokamak divertor, where high electron density up to $$10^{22} m^{-3}$$ have been deduced near the X-point region for detached plasmas. To confirm the measured electron density, we propose to use line broadening. In this paper, profiles of C IV n=5-6 ($$lambda$$ = 465.8 nm) and n=6-7 ($$lambda$$= 772.6 nm) lines are computed for plasma conditions of tokamak divertors ($$n_e=10^{19}-10^{22} m^{-3}$$, $$T_e$$=1-10 eV). The first comparisons are promising and encourage fitting of various experimental data from JT-60U and other magnetic fusion devices. Our results are based on calculations made with a modified version of the PPP line shape code using an atomic data basis built with the most accurate available data for carbon in addition to the Cowan code.

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