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Determination of isotope ratio in the divertor of JET-ILW by high-resolution Hα spectroscopy: H–D experiment and implications for D–T experiment

V.S. Neverov, A.B. Kukushkin, U. Kruezi, M.F. Stamp, H. Weisen, JET Contributors2019年被引用 24Nuclear FusionIF 3出版社

The data of the Hα high-resolution spectroscopy, collected on the multiple lines of sight, which cover the entire divertor space in poloidal cross-section, during the recent hydrogen-deuterium experiments in JET-ILW (ITER-like wall), are processed. A strong spatial inhomogeneity of the hydrogen concentration, H/(H  +  D), in divertor is found in many pulses. Namely, the H/(H  +  D) ratio may be lower in the inner divertor than that in the outer divertor by the values of 0.15–0.35, depending on the conditions of gas puffing and plasma heating. This effect suggests the necessity of spatially-resolved measurements of isotope ratio in the divertor in the upcoming deuterium–tritium experiments. Also, separation of the overlapped Tα and Dα spectral lines is shown to be a challenging task especially when the local Doppler-broadened (Gaussian) line shapes are noticeably distorted by the net inward flux of fast non-Maxwellian neutral atoms. We use the respective, formerly developed model of an asymmetric spectral line shape, while analysing the data of the first deuterium–tritium experiment in JET-C (carbon wall), and test the model via comparing the isotope ratio results with another diagnostic's measurements. This model is shown to increase the accuracy of tritium concentration measurements in the divertor.

日本語訳

ポロイダル断面におけるダイバータ空間全体を覆う複数の視線で収集された、最近のJET-ILW(ITERライク壁)における水素-重水素実験中のHα高分解能分光データを処理した。多くのパルスにおいて、ダイバータ内の水素濃度H/(H + D)の強い空間的不均一性が見出された。すなわち、H/(H + D)比は、ガスパフおよびプラズマ加熱の条件に応じて、内側ダイバータでは外側ダイバータよりも0.15–0.35低くなり得る。この効果は、今後の重水素-トリチウム実験において、ダイバータ内の同位体比の空間分解測定の必要性を示唆している。また、重なり合ったTαおよびDαスペクトル線の分離は、特に局所的なドップラー広がり(ガウス型)線形状が高速の非マクスウェル型中性原子の正味の内向きフラックスによって顕著に歪められる場合、困難な課題であることが示されている。我々は、JET-C(炭素壁)における最初の重水素-トリチウム実験のデータを解析する際に、以前開発した非対称スペクトル線形状のモデルを使用し、同位体比の結果を別の診断装置の測定値と比較することによってモデルを検証する。このモデルは、ダイバータ内のトリチウム濃度測定の精度を向上させることが示されている。

装置

jet高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

wiki

JETDivertor
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