An energy sweeping technique is developed and applied for charge exchange (CX) neutral particle diagnostics in the URAGAN-3M (U-3M) torsatron. Measurements are performed during low-density (ne = (0.5–1) × 1012 cm−3) frame antenna radio frequency (RF) plasma discharges in the RF frequency range close to the ion cyclotron frequency (ICRF). The presence of ions with energies up to 4 keV is established experimentally. According to the experimental data the ion energy distribution is close to Maxwellian in the energy range 0.4–2.5 keV and can be described by the ion temperature Ti = 300–600 eV. This is an indication of direct RF energy deposition onto the ions due to the negligible ion–electron energy exchange. The radial dependences of CX neutral flux and ion temperature under consideration are investigated using a set of similar discharges. The radial distribution of the studied temperature has a flat profile in the range ρ = 0.5–1. This is an indication of the ion energy deposition localization close to the plasma edge. The possible mechanisms of ion heating are briefly discussed.
エネルギー掃引技術を開発し、URAGAN-3M（U-3M）トルサトロンにおける電荷交換（CX）中性粒子計測に適用した。測定は、イオンサイクロトロン周波数（ICRF）に近いRF周波数帯域での低密度（ne = (0.5–1) × 10¹² cm⁻³）フレームアンテナRFプラズマ放電中に実施した。最大4 keVのエネルギーを有するイオンの存在が実験的に確認された。実験データによれば、イオンエネルギー分布は0.4–2.5 keVのエネルギー範囲においてマクスウェル分布に近く、イオン温度Ti = 300–600 eVで記述できる。これは、イオン–電子間のエネルギー交換が無視できる程度であることによる、イオンへの直接的なRFエネルギー付与を示している。調査対象のCX中性粒子フラックスとイオン温度の動径依存性は、一連の類似した放電を用いて調べた。調査対象の温度の動径分布は、ρ = 0.5–1の範囲で平坦なプロファイルを示す。これは、イオンエネルギー付与がプラズマ端近傍に局在していることを示している。イオン加熱の可能性のあるメカニズムについて簡潔に議論する。