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Efficient modelling of tungsten x-ray and EUV emission under ITER plasma conditions

Runjia Bao, Darío Mitnik, Ling Zhang, Zhifeng Cheng, Martin O’Mullane, Shigeru Morita, Paulo Abreu, Haiqing Liu2026年4月Nuclear FusionIF 3出版社

Synthetic line-emission spectra of tungsten ions in the x-ray (1–10 Å) and extreme-ultraviolet (10–140 Å) ranges under ITER conditions have been modelled for the charge-state groups W44+–W47+ and W62+–W65+, covering both outer and core plasma regions. Atomic structure and electron-impact excitation data have been calculated using two fully independent, fully relativistic suites, each treating excitation within the distorted-wave approximation. The close agreement between these separate datasets provides a strong internal consistency check in spectral regions where experimental validation is often hindered by line blending and background radiation. Photon emissivity coefficients, local emissivity profiles, and synthetic spectra have been obtained by coupling these atomic data to collisional-radiative modelling and to realistic ITER temperature and density profiles. Line-of-sight integrated spectra have then been compared with reduced approaches that evaluate each charge state at its temperature of maximum fractional abundance, and with simplified fixed-temperature treatments. The resulting spectra show that the reduced-temperature models reproduce the fully integrated spectra with high accuracy, while fixed-temperature approaches capture the main features with reasonable fidelity. These results indicate that computationally efficient reduced-temperature methods can provide reliable forward predictions for diagnostic design, line identification, and the interpretation of future ITER measurements.

日本語訳

ITER条件下でのX線(1–10 Å)および極端紫外線(10–140 Å)範囲におけるタングステンイオンの合成線スペクトルは、外側およびコアプラズマ領域の両方をカバーする電荷状態グループW44+–W47+およびW62+–W65+についてモデル化された。原子構造および電子衝突励起データは、それぞれが歪曲波近似内で励起を扱う、完全に独立した完全に相対論的な2つのスイートを用いて計算された。これらの別々のデータセット間の密接な一致は、実験的検証が線の重なりや背景放射によってしばしば妨げられるスペクトル領域において、強力な内部整合性の検証を提供する。光子放射係数、局所放射率プロファイル、および合成スペクトルは、これらの原子データを衝突放射モデリングおよび現実的なITER温度・密度プロファイルに結合することによって得られた。その後、視線積分スペクトルは、各電荷状態をその最大存在比温度で評価する簡約化アプローチ、および簡略化された固定温度処理と比較された。得られたスペクトルは、簡約温度モデルが完全に積分されたスペクトルを高精度で再現する一方、固定温度アプローチは主な特徴を合理的な忠実度で捉えることを示している。これらの結果は、計算効率の高い簡約温度法が、診断設計、線同定、および将来のITER計測の解釈に対して信頼性の高い前方予測を提供できることを示している。

装置

iter高精度(タイトル一致)

wiki

ITERTungsten

AIによる論文要約

ITERプラズマ条件下でのタングステンX線およびEUV放射の効率的モデリング
JA核融合プラズマの診断設計やスペクトル解釈に関わる研究者、特にITERでタングステン不純物の放射を扱う物理学者#ITER #タングステン #X線スペクトル #モデリング #核融合
LLM向け: {"Title": "ITERプラズマ条件下でのタングステンX線およびEUV放射の効率的モデリング", "Authors": "Unknown", "Resea…

ITERプラズマにおけるタングステンイオンのX線(1-10 Å)と極端紫外(10-140 Å)の合成スペクトルをモデル化しました。対象は外側及びコアプラズマ領域の電荷状態グループW44+–W47+とW62+–W65+です。2つの独立した相対論的コードを用いて原子構造と励起データを計算し、良い一致を得ました。これらのデータを衝突放射モデルとITERの温度・密度プロファイルに結合し、フォトン放出係数や視線積分スペクトルを導出しました。簡略化した温度モデル(各電荷状態を最大存在度の温度で評価)が高精度で完全積分スペクトルを再現し、固定温度モデルも主要特徴を捉えることが分かりました。これにより、計算効率の良い手法が将来のITER計測の予測に有用であることが示されました。

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