On measurement of ion temperature at the center of high density plasmas of JT-60SA

JT-60SAの高密度プラズマ中心部でのイオン温度測定について

仲野 友英; 吉田 麻衣子; 伊丹 潔; 神谷 健作; 篠原 孝司; 東條 寛; 波多江 仰紀; 福本 正勝

Nakano, Tomohide; Yoshida, Maiko; Itami, Kiyoshi; Kamiya, Kensaku; Shinohara, Koji; Tojo, Hiroshi; Hatae, Takaki; Fukumoto, Masakatsu

JT-60SAの高密度プラズマでは、加熱用中性粒子ビームがプラズマ中で著しく減衰するためプラズマの中心部まで十分に届かず、これによって荷電交換再結合分光法によるイオン温度及びプラズマ回転速度の測定が困難になる可能性がある。そこで、中性粒子ビームの減衰を計算してプラズマ中心部での発光強度(C VI(=7-8))を算出し、これを分光測定した場合に得られるスペクトルを予測した。予測スペクトル上では強い制動放射光のためそれに由来するノイズにC VI(=7-8)が埋もれるため、フィッティングによって導出されるドップラー拡がり(イオン温度)とドップラーシフト(プラズマ回転速度)の誤差は大きくなり、JT-60SAに記載されている計測に対するニーズ(イオン温度の誤差は10%、よってここでは7keV10%=0.7keV、及びプラズマ回転速度の誤差は5km/s)を満たさない。この解析をプラズマの半径方向に対して進めた結果、これらのニーズは測定位置(規格化小半径)(イオン温度)及び(プラズマ回転速度)で満たされることが判明した。

In high density plasmas of JT-60SA, it is probable that the measurement of ion temperature and rotation velocity by charge exchange recombination spectroscopy is difficult at the center of the plasmas because of significant decay of heating neutral beam. Here we calculated the decay of the neutral beam and synthesized C VI (=7-8) spectral line. Due to high intensity of bremsstrahlung emission, it was found that the syntesized C VI (=7-8) spectrum was undistinguishable from the noise of the bremsstrahlung emission. This led to significant uncertainties of the ion temperature and the rotation velocity, evaluated from the Doppler width and shift, respectively. It was also found that the uncertainties of the ion temperature and the rotation velocity decrease down to the required level described in JT-60SA research plan at normalized plasma radius of and , respectively.