A neutral particle analyser was deployed on JET for a measurement of the distribution function of megaelectronvolt energy protons driven by the high power ion cyclotron resonance frequency heating of deuterium plasmas in the hydrogen minority scheme. Unexpectedly, efficient neutralization of megaelectronvolt energy protons was observed in the plasma centre without recourse to injection of a beam of atoms to provide electron donors for charge exchange neutralization reactions. A model is presented that elucidates the role of carbon and beryllium, the main intrinsic impurities in JET plasmas, in this process and establishes charge exchange between hydrogen-like ions of the impurities and protons as the main neutralization process. A model calculation for deducing the proton energy distribution function f(Ep) from the measured hydrogen flux is described. The effects of uncertainties in neutralization cross-sections on the inferred f(Ep) are examined. The validity of this model of impurity induced neutralization (IIN) is tested by using it to describe the measured hydrogen flux in different conditions of plasma heating and fuelling. A crucial point in making these tests was to use measured local values of bare impurity ion densities; the required measurements were realized using charge exchange spectroscopy. Using IIN modelling and a procedure in which a known change in the density of deuterium atoms at the plasma centre was made by applying neutral beam injection, we have deduced the background thermal deuterium atom density at the plasma centre, which is an important new diagnostic result. Concerning future experiments, the model predicts that carbon and beryllium impurities will be major contributors to neutralization of hydrogenic ions (protons, deuterons and tritons) in ITER plasmas, for ion energies E<or=1 MeV/u. According to these estimates measurements of the distribution function, in the megaelectronvolt energy range, of ion cyclotron resonance frequency heating driven ions of hydrogen isotopes
中性粒子分析器がJETに配備され、水素少数派スキームにおける重水素プラズマの高パワーイオンサイクロトロン共鳴周波数加熱によって駆動されるメガ電子ボルトエネルギー陽子の分布関数の測定が行われた。予想に反して、電荷交換中和反応のための電子供与体を提供する原子ビームの注入に頼ることなく、プラズマ中心部でメガ電子ボルトエネルギー陽子の効率的な中和が観測された。本論文では、この過程におけるJETプラズマの主要な内在的不純物である炭素とベリリウムの役割を解明し、不純物の水素様イオンと陽子との間の電荷交換が主要な中和過程であることを確立するモデルを提示する。測定された水素フラックスから陽子エネルギー分布関数f(Ep)を推定するためのモデル計算について述べる。中和断面積の不確実性が推定されたf(Ep)に及ぼす影響を検討する。この不純物誘起中和(IIN)モデルの妥当性は、プラズマ加熱と燃料供給の異なる条件下で測定された水素フラックスを記述するためにこのモデルを用いることによって検証される。これらの検証を行う上で重要な点は、裸の不純物イオン密度の測定された局所値を使用することであり、必要な測定は電荷交換分光法を用いて実現された。IINモデリングと、中性ビーム注入を適用することによってプラズマ中心部の重水素原子密度に既知の変化を生じさせる手順を用いて、我々はプラズマ中心部における背景熱重水素原子密度を推定した。これは重要な新しい診断結果である。将来の実験に関して、このモデルは、炭素およびベリリウム不純物が、イオンエネルギーE≤1 MeV/uにおいて、ITERプラズマ中の水素様イオン（陽子、重陽子、三重陽子）の中和に主要な寄与者となることを予測する。これらの推定によれば、水素同位体のイオンサイクロトロン共鳴周波数加熱駆動イオンのメガ電子ボルトエネルギー範囲における分布関数の測定は、