In this article, we demonstrate the inference of two-dimensional tungsten concentration profiles in tokamak plasmas, using Gaussian process tomography applied to bolometry and assuming a specific model for the tungsten cooling factor. In ITER, tungsten has been selected for divertor material due to its low tritium retention and ability to handle large heat and particle flux loads. On the other hand, this will cause tungsten impurities to enter the bulk plasma through various plasma-wall interaction processes. Therefore, a detailed understanding of tungsten impurity transport and active control of the impurity transport in tokamaks is crucial. The computational complexity of the method described in their article compares favorably to a simple least-squares approach , n represents the number of pixels and m the number of measurement channels, hence bringing real-time tungsten profile monitoring within reach (<10 ms repetition time). The feasibility study of this method has been demonstrated here to a discharge in HL-2A for observing the entire process of tungsten impurities entering the bulk plasma from the scrape-off layer area, tungsten pump-out by edge-localized modes, as well as the formation of a poloidally asymmetric tungsten distribution.
本稿では、トカマクプラズマにおける二次元タングステン濃度分布の推定を実証する。これは、ボロメトリーに適用したガウス過程トモグラフィーと、タングステン冷却係数の特定モデルを仮定することによるものである。ITERでは、低いトリチウム保持能と高い熱・粒子束負荷への耐性から、ダイバータ材料としてタングステンが選定されている。一方で、これにより様々なプラズマ・壁相互作用過程を通じてタングステン不純物がバルクプラズマへ侵入することになる。したがって、トカマクにおけるタングステン不純物輸送の詳細な理解と、その能動的な制御が極めて重要である。本稿で述べる手法の計算複雑性は、単純な最小二乗法と比較して有利であり、nをピクセル数、mを測定チャンネル数とすると、リアルタイムのタングステンプロファイル監視を可能にする（繰り返し時間10ms未満）。本手法の実現可能性は、HL-2Aにおける放電を用いて実証され、スクレイプオフ層からバルクプラズマへのタングステン不純物の侵入過程、エッジ局在モードによるタングステンの排出過程、および極方向に非対称なタングステン分布の形成過程を観測した。