The analysis of the charge exchange measurements of helium is hindered by an additional emission contributing to the spectra, the helium 'plume' emission (Fonck et al 1984 Phys. Rev. A 29 3288), which complicates the interpretation of the measurements. The plume emission is indistinguishable from the active charge exchange signal when standard analysis of the spectra is applied and its intensity is of comparable magnitude for ASDEX Upgrade conditions, leading to a significant overestimation of the He2+ densities if not properly treated. Furthermore, the spectral line shape of the plume emission is non-Gaussian and leads to wrong ion temperature and flow measurements when not taken into account. A kinetic model for the helium plume emission has been developed for ASDEX Upgrade. The model is benchmarked against experimental measurements and is shown to capture the underlying physics mechanisms of the plume effect, as it can reproduce the experimental spectra and provides consistent values for the ion temperature, plasma rotation, and He2+ density.
ヘリウムの電荷交換測定の解析は、スペクトルに寄与する追加の発光、すなわちヘリウムの「プルーム」発光(Fonck et al 1984 Phys. Rev. A 29 3288)によって妨げられ、これが測定の解釈を複雑にしている。プルーム発光は、標準的なスペクトル解析を適用した場合、活性電荷交換信号と区別がつかず、その強度はASDEX Upgradeの条件下では同程度の大きさであるため、適切に処理されなければHe2+密度の著しい過大評価につながる。さらに、プルーム発光のスペクトル線形状はガウス分布ではなく、これを考慮しない場合、イオン温度とフロー測定に誤りが生じる。ASDEX Upgrade向けにヘリウムプルーム発光の運動論モデルが開発された。このモデルは実験データとの比較検証が行われ、プルーム効果の基礎となる物理メカニズムを捉え、実験スペクトルを再現し、イオン温度、プラズマ回転、およびHe2+密度に対して整合的な値を提供することが示されている。