Neutral density profiles have been derived along the outboard divertor target of Alcator C-Mod and inside the last closed flux surface (LCFS). Local emission rates are obtained by a tomographic inversion of measured brightness profiles. Electron temperatures and densities provided by a divertor Langmuir probe array are then used to calculate the local neutral density, , from the emissivity profile. For points inside the LCFS, electron cyclotron emission (ECE) and interferometry data were used for electron density and temperature, respectively. Along the divertor target, steep gradients in neutral density persist during regular ohmic attached discharges, with . Plasma detachment leads to values of that can reach up to several times in the bottom of the divertor with much shallower pressure gradients to the midplane. Modelling of the parallel plasma momentum decrease due to charge exchange (CX) and elastic ion - neutral collisions indicates that neutral densities well below those observed are sufficient to explain the measured drop in parallel plasma pressure. This suggests that significant momentum is carried by the neutrals in the divertor resulting in decreased efficiency of momentum transfer between ions and neutrals.
中性粒子密度プロファイルは、Alcator C-Modのダイバータターゲットに沿って、および最終閉鎖磁気面(LCFS)の内側で導出された。局所的な発光率は、測定された輝度プロファイルのトモグラフィー逆変換によって得られた。ダイバータラングミュアプローブアレイによって提供された電子温度と密度を用いて、発光率プロファイルから局所中性粒子密度を計算した。LCFSの内側の点については、電子密度と温度はそれぞれ電子サイクロトロン放射(ECE)と干渉計のデータを用いた。ダイバータターゲットに沿って、通常のオーミック付着放電中は急峻な密度勾配が持続し、そこでは、である。プラズマの剥離は、ダイバータ底部で最大数倍に達する値を導き、ミッドプレーンまでの圧力勾配ははるかに緩やかになる。電荷交換(CX)および弾性イオン-中性子衝突による平行プラズマ運動量の減少のモデル化は、観測された値よりもはるかに低い中性子密度で、測定された平行プラズマ圧力の低下を説明するのに十分であることを示している。これは、ダイバータ内で運動量のかなりの部分が中性子によって運ばれ、イオンと中性子の間の運動量伝達効率が低下することを示唆している。