The break-in-slope method is a simple—although powerful—data analysis technique that is commonly used to determine the power absorption profiles of the plasma species during auxiliary heating experiments in tokamaks. It is based on the study of the energy response of the particles to sudden changes in the external power applied to the plasma. Even though some experimental conditions are favorable for the straightforward application of the break-in-slope analysis in its most simple form (linear fit of the experimental temperature signals), most situations require the retention of additional terms in the linearized energy conservation equation for a successful use of this technique. In this paper, important corrections necessary to extend the applicability of the traditional break-in-slope technique will be presented: (i) the numerical determination of the break-in-slope instants in the plasma energy response allowing the study of indirect (collisional) heating scenarios; (ii) the inclusion of the density variations due to the external power step based on fast density measurements; (iii) the exponential representation of the plasma energy evolution after the power break, describing the saturation of the experimental signals in slow modulation or single power step experiments; (iv) a first assessment of the influence of the change in the radiated power on the break-in-slope results. As will be shown, these corrections are particularly important in low absorption scenarios and in single power step studies, where the change in the external power cannot be considered 'non-perturbative' and the standard break-in-slope analysis usually leads to integrated power levels well below the actual power injected into the plasma.
破断勾配法は、トカマクにおける補助加熱実験中にプラズマ種のパワー吸収プロファイルを決定するために一般的に使用される、単純ではあるが強力なデータ解析手法である。この手法は、プラズマに印加される外部パワーの急激な変化に対する粒子のエネルギー応答の研究に基づいている。いくつかの実験条件は、破断勾配解析をその最も単純な形態（実験温度信号の線形フィッティング）で適用するのに有利であるが、ほとんどの状況では、この手法を成功裏に使用するために、線形化されたエネルギー保存方程式における追加項の保持が必要である。本論文では、従来の破断勾配手法の適用範囲を拡張するために必要な重要な補正について提示する：(i) 間接的（衝突的）加熱シナリオの研究を可能にする、プラズマエネルギー応答における破断勾配時点の数値的決定；(ii) 高速密度測定に基づく、外部パワーステップによる密度変動の考慮；(iii) パワー遮断後のプラズマエネルギー発展の指数関数的表現。これは、低速変調または単一パワーステップ実験における実験信号の飽和を記述する；(iv) 放射パワーの変化が破断勾配結果に及ぼす影響の最初の評価。これらの補正は、外部パワーの変化が「非摂動的」とみなせず、標準的な破断勾配解析が実際にプラズマへ注入されたパワーを大幅に過小評価するような、低吸収シナリオおよび単一パワーステップ研究において特に重要であることが示される。