The motional Stark effect (MSE) diagnostic has been successfully applied to many tokamak plasmas to yield internal magnetic field measurements which contribute significant information to equilibrium reconstruction. As commonly implemented, the diagnostic measures the line polarization of a single component of the Stark spectrum and returns a spatially resolved profile of the magnetic field pitch angle. The line shifts in the Stark spectrum contain information about the magnetic field magnitude which is not typically exploited, and has not previously been used in equilibrium reconstruction. In this paper, we examine the utility of the MSE line shift (LS) measurement as compared with the MSE line polarization (LP) by analysis with the equilibrium and stability code (ESC)–equilibrium reconstruction variance (ERV) code system, a program which employs the theory of variances to evaluate the relationship between specified diagnostics and equilibrium reconstruction. Comparisons of the code results are made for an analytic solution of a toroidal plasma with circular cross-section and high aspect ratio, and for previous experimental results of q-profile reconstruction using VMEC on TFTR. ESC–ERV is then used to evaluate MSE-LS and MSE-LP in conditions like those expected in ITER, and for a configuration similar to the National Spherical Torus experiment. The analysis suggests that both the MSE-LP and the MSE-LS approaches, given sufficient measurement accuracy, can be used for reconstruction of q-profiles and pressure profiles.
モーションル・シュタルク効果（MSE）計測は、多くのトカマクプラズマに適用され、平衡再構成に重要な情報をもたらす内部磁場測定を成功裏に提供してきた。一般的な実装では、この計測はシュタルクスペクトルの単一成分の偏光を測定し、磁場ピッチ角の空間分解プロファイルを返す。シュタルクスペクトルにおける線シフトには磁場強度に関する情報が含まれており、これは通常活用されておらず、これまで平衡再構成に使用されたことはなかった。本論文では、平衡・安定性コード（ESC）–平衡再構成分散（ERV）コードシステムを用いた解析により、MSE線シフト（LS）測定の有用性をMSE線偏光（LP）と比較して検討する。このプログラムは分散の理論を用いて、指定された計測と平衡再構成の関係を評価するものである。コード結果の比較は、円形断面と高アスペクト比を持つトロイダルプラズマの解析解、およびVMECを用いたTFTRにおけるqプロファイル再構成の過去の実験結果に対して行われる。次にESC–ERVを用いて、ITERで予想される条件と、ナショナル・スフェリカル・トーラス実験に類似した配位におけるMSE-LSおよびMSE-LPを評価する。解析は、十分な測定精度が与えられれば、MSE-LPとMSE-LSの両アプローチがqプロファイルと圧力プロファイルの再構成に使用できることを示唆している。