Internally consistent characterization of the properties of the fast-ion distribution from multiple diagnostics is a prerequisite for obtaining a full understanding of fast-ion behavior in tokamak plasmas. Here we benchmark several absolutely-calibrated core fast-ion diagnostics at ASDEX Upgrade by comparing fast-ion measurements from collective Thomson scattering, fast-ion spectroscopy, and neutron rate detectors with numerical predictions from the TRANSP/NUBEAM transport code. We also study the sensitivity of the theoretical predictions to uncertainties in the plasma kinetic profiles. We find that theory and measurements generally agree within these uncertainties for all three diagnostics during heating phases with either one or two neutral beam injection sources. This suggests that the measurements can be described by the same model assuming classical slowing down of fast ions. Since the three diagnostics in the adopted configurations probe partially overlapping regions in fast-ion velocity space, this is also consistent with good internal agreement among the measurements themselves. Hence, our results support the feasibility of combining multiple diagnostics at ASDEX Upgrade to reconstruct the fast-ion distribution function in 2D velocity space.
複数の診断装置から得られる高速イオン分布の特性の内部整合的な特性評価は、トカマクプラズマにおける高速イオンの挙動を完全に理解するための前提条件である。ここでは、ASDEX Upgradeにおける複数の絶対較正されたコア高速イオン診断装置を、集団トムソン散乱、高速イオン分光、および中性子率検出器からの高速イオン測定をTRANSP/NUAMM輸送コードによる数値予測と比較することにより、ベンチマークする。また、プラズマ運動論プロファイルの不確かさに対する数値予測の感度も調べる。その結果、1つまたは2つの中性粒子ビーム入射源を用いた加熱期間中、3つの診断装置すべてについて、理論と測定はこれらの不確かさの範囲内で概ね一致することがわかった。これは、採用した構成の3つの診断装置が高速イオン速度空間の部分的に重複する領域をプローブしていることから、測定結果が高速イオンの古典的な減速を仮定した同じモデルで記述できることを示唆している。したがって、我々の結果は、ASDEX Upgradeにおいて複数の診断装置を組み合わせて2次元速度空間における高速イオン分布関数を再構成することの実現可能性を支持するものである。