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Determination of tungsten and molybdenum concentrations from an X-ray range spectrum in JET with the ITER-like wall configuration

JETにおけるX線帯スペクトルからのタングステン及びモリブデン密度の決定

仲野 友英; Shumack, A.*; Maggi, C. F.*; Reinke, M.*; Lawson, K.*; Coffey, I.*; P$"u$tterich, T.*; Brezinsek, S.*; Lipschultz, B.*; Matthews, G. F.*; Chernyshova, M.*; Jakubowska, K.*; Scholz, M.*; Rzadkiewicz, J.*; Czarski, T.*; Dominik, W.*; Kasprowicz, G.*; Pozniak, K.*; Zabolotny, W.*; Zastrow, K.-D.*; Conway, N. J.*; JET Contributors*

Nakano, Tomohide; Shumack, A.*; Maggi, C. F.*; Reinke, M.*; Lawson, K.*; Coffey, I.*; P$"u$tterich, T.*; Brezinsek, S.*; Lipschultz, B.*; Matthews, G. F.*; Chernyshova, M.*; Jakubowska, K.*; Scholz, M.*; Rzadkiewicz, J.*; Czarski, T.*; Dominik, W.*; Kasprowicz, G.*; Pozniak, K.*; Zabolotny, W.*; Zastrow, K.-D.*; Conway, N. J.*; JET Contributors*

欧州のトカマク型装置JETでは、タングステン材ダイバータの導入に伴いプラズマ中のタングステン量をモニターするため、既設のX線分光器を改造した。この分光器で観測されたスペクトルを原子構造計算プログラムで計算したスペクトルと比較することによって、$$mbox{W}^{45+}$$, $$mbox{W}^{46+}$$、及び$$mbox{Mo}^{32+}$$からの内殻励起スペクトル線を同定することに成功した。これらのスペクトル線の強度からタングステン及びモリブデンイオンの密度を導出し、電子密度に対して、それぞれ$$10^{-5}$$及び$$10^{-6}$$と決定した。さらに、導出したタングステン及びモリブデンイオン密度の妥当性の検証を以下のように行った。$$mbox{W}^{45+}$$スペクトル線の強度から導出したタングステンイオン密度は$$mbox{W}^{46+}$$スペクトル線強度から導出したタングステンイオン密度と20%で一致することを確かめた。また、X線分光器の2.4keV帯の連続スペクトル強度から導出したプラズマ実効電荷数は4.8keV帯の連続スペクトルから導出したプラズマ実効電荷数と50%で一致すること、そしてこれらは可視分光から導出されたプラズマ実効電荷数とよく一致することを確かめた。よって、本X線分光器の感度は妥当であると結論でき、導出したタングステン及びモリブデンイオン密度も信頼できると考えられる。

The $$mbox{W}^{45+}$$ and $$mbox{W}^{46+}$$ 3p-4d inner shell excitation lines in addition to $$mbox{Mo}^{32+}$$ 2p-3s lines have been identified from the spectrum taken by an upgraded high-resolution X-ray spectrometer. It is found from analysis of the absolute intensities of the $$mbox{W}^{46+}$$ and $$mbox{Mo}^{32+}$$ lines that W and Mo concentrations are in the range of $$sim10^{-5}$$ and $$sim10^{-6}$$, respectively, with a ratio of $$sim$$ 5% for ELMy H-mode plasmas with a plasma current of 2.0- 2.5 MA, a toroidal magnetic field of 2.7 T and a neutral beam injection power of 14-18 MW. For the purpose of checking self-consistency, it is confirmed that the W concentration determined from the $$mbox{W}^{45+}$$ line is in agreement with that from the $$mbox{W}^{46+}$$ line within 20% and that the plasma effective charge determined from the continuum of the first order reflection spectrum is also in agreement with that from the second order within 50%. Further, the determined plasma effective charge is in agreement with that determined from a visible spectroscopy, confirming that the sensitivity of the X-ray spectrometer is valid and that probably the W and the Mo concentrations are also valid.

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分野:Optics

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