A new thermal helium beam diagnostic has been implemented as plasma edge diagnostic at the ASDEX Upgrade (AUG) tokamak. The helium beam is built to measure the electron density ne and temperature Te simultaneously with high spatial and temporal resolution in order to investigate steady-state as well as fast transport processes in the plasma edge region. For the thermal helium beam emission line ratio spectroscopy, neutral helium is locally injected into the plasma by a piezo valve. This enabled the measurement of the line resolved emission intensities of seven He i lines for different plasma scenarios in AUG. The different line ratios can be used together with a collisional-radiative model (CRM) to reconstruct the underlying electron temperature and density. Ratios from the same spin species are used for the electron density reconstruction, whereas spin mixed ratios are sensitive to electron temperature changes. The different line ratios as well as different CRMs are tested for their suitability for diagnostic applications. Furthermore their consistency in calculating identical parameters is validated and the resulting profiles are compared to other available diagnostics at AUG.
新しい熱ヘリウムビーム診断法が、ASDEX Upgrade(AUG)トカマクにおけるプラズマ周辺部診断として実装された。このヘリウムビームは、プラズマ周辺領域における定常状態および高速輸送過程の両方を調査するために、高い空間分解能と時間分解能で電子密度neと電子温度Teを同時に測定するよう構築されている。熱ヘリウムビームの発光線比分光法では、圧電バルブによって中性ヘリウムがプラズマ内に局所的に注入される。これにより、AUGにおける異なるプラズマシナリオに対して、7本のHe輝線の空間分解発光強度の測定が可能となった。異なる発光線比は、衝突放射モデル(CRM)と組み合わせることで、基礎となる電子温度と電子密度を再構築するために使用できる。同一スピン種からの発光線比は電子密度の再構築に用いられ、一方、スピン混合比は電子温度の変化に敏感である。異なる発光線比および異なるCRMが、診断への適合性について試験された。さらに、同一パラメータの計算におけるそれらの整合性が検証され、得られたプロファイルはAUGにおける他の利用可能な診断法と比較された。