Several collisional–radiative (CR) models (Anderson et al2000 Plasma Phys. Control. Fusion42 781–806, Hutchinson 2002 Plasma Phys. Control. Fusion44 71–82, Marchuk et al 2008 Rev. Sci. Instrum.79 10F532) have been developed to calculate the attenuation and the population of excited states of hydrogen or deuterium beams injected into tokamak plasmas. The datasets generated by these CR models are needed for the modelling of beam ion deposition and (excited) beam densities in current experiments, and the reliability of these data will be crucial to obtain helium ash densities on ITER combining charge exchange and beam emission spectroscopy. Good agreement between the different CR models for the neutral beam (NB) is found, if corrections to the fundamental cross sections are taken into account. First the Hα and Hβ beam emission spectra from JET are compared with the expected intensities. Second, the line ratios within the Stark multiplet are compared with the predictions of a sublevel resolved model. The measured intensity of the full multiplet is ≈30% lower than expected on the basis of beam attenuation codes and the updated beam emission rates, but apart from the atomic data this could also be due to the characterization of the NB path and line of sight integration and the absolute calibration of the optics. The modelled n = 3 to n = 4 population agrees very well with the ratio of the measured Hα to Hβ beam emission intensities. Good agreement is found as well between the NB power fractions measured with beam emission in plasma and on the JET Neutral Beam Test Bed. The Stark line ratios and σ/π intensity ratio deviate from a statistical distribution, in agreement with the CR model in parabolic states from Marchuk et al (2010 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.43 011002).
トカマクプラズマへ入射される水素または重水素ビームの減衰と励起状態の分布を計算するために、いくつかの衝突放射(CR)モデル(Anderson et al 2000 Plasma Phys. Control. Fusion42 781–806、Hutchinson 2002 Plasma Phys. Control. Fusion44 71–82、Marchuk et al 2008 Rev. Sci. Instrum.79 10F532)が開発されてきた。これらのCRモデルによって生成されたデータセットは、現在の実験におけるビームイオン堆積および(励起)ビーム密度のモデリングに必要であり、これらのデータの信頼性は、荷電交換およびビーム発光分光法を組み合わせたITERにおけるヘリウム灰密度の取得にとって極めて重要となる。基本断面積への補正を考慮に入れれば、中性ビーム(NB)に関する異なるCRモデル間で良好な一致が見られる。まず、JETからのHαおよびHβビーム発光スペクトルが期待強度と比較される。次に、Stark多重項内の線強度比が、副準位分解モデルの予測と比較される。多重項全体の測定強度は、ビーム減衰コードおよび更新されたビーム発光率に基づく期待値より約30%低いが、これは原子データに加えて、NB経路の特性評価、視線方向の積分、および光学系の絶対較正に起因する可能性もある。モデル化されたn = 3からn = 4への分布は、測定されたHα対Hβビーム発光強度の比と非常によく一致する。プラズマ中およびJET中性ビーム試験装置上でのビーム発光測定によるNBパワー分布の間でも良好な一致が見られる。Stark線強度比およびσ/π強度比は統計的分布から逸脱しており、これはMarchuk et al (2010 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.43 011002)の放物線状態におけるCRモデルと一致する。