AbstractX-ray spectra from Alcator C-Mod plasmas have been collected using a high wavelength resolution, five-spectrometer array during a wide range of operating conditions, providing a large variety of diagnostic information. Each independently scannable von Hamos-type spectrometer has a wavelength range of 2.6–4.1 Å and the complete Rydberg series of He- and H-like argon has been observed. Spectra of Δn = 1 ground state transitions and satellites taken along various chords have been simulated using the results from a collisional radiative model and the MIST transport code. Line ratios are used to infer the electron temperature profile and good agreement is found with electron cyclotron emission profiles. Line intensities have been used to obtain absolute argon densities and argon recycling coefficients, and up-down asymmetric density profiles are sometimes observed. The widths of the strongest lines have been used to deduce ion temperature profiles, and wavelength shifts have been used to determine toroidal rotation velocities. Transitions from around n = 9 to the ground state are populated by charge exchange in the outer regions of the plasma and these line intensities have been used to measure neutral hydrogen density profiles. Spectra from helium-like scandium have been obtained during injection experiments and time histories and line intensities have been used to determine impurity transport coefficients. Δn≥2 ground state transitions in molybdenum charge states around neon-like; have been observed and used to measure the absolute molybdenum density and to test atomic structure calculations.
Alcator C-ModプラズマからのX線スペクトルは、広範囲の運転条件下において、高波長分解能を持つ5台の分光器アレイを用いて収集され、多種多様な診断情報を提供している。各分光器は独立に走査可能なフォン・ハモス型であり、2.6〜4.1 Åの波長範囲を有する。He様およびH様アルゴンの完全なリュードベリ系列が観測された。Δn = 1の基底状態遷移とその衛星線のスペクトルは、衝突放射モデルとMIST輸送コードを用いたシミュレーション結果と比較された。線強度比を用いて電子温度分布を推定し、電子サイクロトロン放射による測定結果と良好な一致が得られた。線強度から絶対アルゴン密度とアルゴンリサイクリング係数が導出され、非対称な上下密度分布が観測されることもあった。最強線の線幅からイオン温度分布が、波長シフトからトロイダル回転速度が決定された。n ≈ 9から基底状態への遷移はプラズマ外周部での荷電交換反応によって励起され、これらの線強度から中性水素密度分布が測定された。He様スカンジウムのスペクトルは、スカンジウム注入実験中に取得され、その時間発展から不純物輸送係数が決定された。Mo様およびNe様の電荷状態におけるモリブデンのΔn ≥ 2の基底状態遷移が観測され、絶対モリブデン密度の測定と原子構造計算の検証に用いられた。