Hydrogenic fast-ion populations are common in toroidal magnetic fusion devices, especially in devices with neutral beam injection. As the fast ions orbit around the device and pass through a neutral beam, some fast ions neutralize and emit Balmer-alpha light. The intensity of this emission is weak compared with the signals from the injected neutrals, the warm (halo) neutrals and the cold edge neutrals, but, for a favourable viewing geometry, the emission is Doppler shifted away from these bright interfering signals. Signals from fast ions are detected in the DIII-D tokamak. When the electron density exceeds ∼7 × 1019 m−3, visible bremsstrahlung obscures the fast-ion signal. The intrinsic spatial resolution of the diagnostic is ∼5 cm for 40 keV amu−1 fast ions. The technique is well suited for diagnosis of fast-ion populations in devices with fast-ion energies (∼30 keV amu−1), minor radii (∼0.6 m) and plasma densities (⪅1020 m−3) that are similar to those of DIII-D.
水素様高速イオン集団は、トロイダル磁場核融合装置において一般的であり、特に中性粒子ビーム入射を伴う装置で顕著である。高速イオンが装置内を周回し、中性粒子ビームを通過する際、一部の高速イオンは中性化してバルマーα光を放出する。この発光強度は、入射中性粒子、ハロー（暖かい）中性粒子、および冷たい周辺部中性粒子からの信号と比較して弱いが、好適な視線幾何学を用いれば、この発光はこれらの明るい干渉信号からドップラーシフトによって分離できる。高速イオンからの信号はDIII-Dトカマクにおいて検出された。電子密度が約7×10¹⁹ m⁻³を超えると、可視領域の制動放射が高速イオン信号を覆い隠す。この診断法の固有の空間分解能は、40 keV amu⁻¹の高速イオンに対して約5 cmである。この手法は、DIII-Dと同様の高速イオンエネルギー（約30 keV amu⁻¹）、小半径（約0.6 m）、およびプラズマ密度（約10²⁰ m⁻³以下）を有する装置における高速イオン集団の診断に適している。