Absolute radial impurity density profiles in the Wendelstein 7-X stellarator (W7-X) are derived from charge exchange recombination spectroscopy using modelling of the neutral beam. The approach is validated via cross comparisons of the neutral beam attenuation, the radial localization of ion temperature measurements, as well as a comparison of the effective plasma charge determined by other diagnostics. The latter implies the validity of the obtained absolute density levels. The simulation based approach novel to W7-X allows to assess the neutral beam halo population, introducing corrections to the shape and amplitude of determined impurity density profiles. To illustrate the capabilities of the derived impurity density profiles, the particle transport properties in a W7-X discharge heated by electron cyclotron resonance heating were assessed. Density profiles for various impurities are found to be flat, consistent with dominant anomalous diffusion in the range 0.1–5.0 m2 s−1. This range of the anomalous transport in such plasmas is in line with other impurity diagnostics at W7-X.
Wendelstein 7-Xステラレーター(W7-X)における絶対径方向不純物密度分布は、中性粒子ビームのモデリングを用いた電荷交換再結合分光法から導出される。この手法は、中性粒子ビームの減衰、イオン温度測定の径方向位置、および他の診断法によって決定された実効プラズマ電荷との比較を通じて検証される。後者は、得られた絶対密度レベルの妥当性を示すものである。W7-Xに新規なシミュレーションに基づくアプローチにより、中性粒子ビームのハロー集団を評価し、決定された不純物密度分布の形状と振幅に対する補正を導入することが可能となる。導出された不純物密度分布の特性を示すため、電子サイクロトロン共鳴加熱によって加熱されたW7-X放電における粒子輸送特性が評価された。様々な不純物の密度分布は平坦であることが見出され、これは0.1~5.0 m²s⁻¹の範囲の支配的な異常拡散と整合する。このようなプラズマにおける異常輸送のこの範囲は、W7-Xにおける他の不純物診断法と一致している。