The flux of charge exchange (CX) neutrals measured by neutral particle analysers (NPAs) is the line integral along the view line of the NPA and contains information about the ion energy distribution of the observed plasma. On the Tokamak à Configuration Variable (TCV) a single chord NPA is used to scan the plasma cross section by vertically displacing a reproducible discharge across its fixed line of sight. The ion temperature inferred from the passive CX flux as a function of the distance of the NPA chord to the magnetic axis is used to obtain an ion temperature profile Ti(ρ).To model the neutral source, simulations of neutral particle penetration from the edge and the neutralization processes are reported. In plasmas with thermalized ion populations, the NPA hydrogen or deuterium temperature profiles agree with the carbon ion temperature profile measured by charge exchange recombination spectroscopy.Matching the simulation with synchronous NPA measurements of two plasma species provides absolute profiles of neutral particles densities and the isotopic composition of the plasma, which are required for the transport analysis.With further modelling, the ion temperature profile may be iteratively reconstructed from the CX spectrum without displacing the plasma.
中性粒子分析器(NPA)によって測定される電荷交換(CX)中性粒子のフラックスは、NPAの視線に沿った線積分であり、観測されたプラズマのイオンエネルギー分布に関する情報を含んでいる。トカマク・ア・コンフィギュラシオン・バリアブル(TCV)では、単一チャンネルのNPAを用いて、再現性のある放電を垂直方向に変位させることにより、プラズマ断面を走査する。NPAチャンネルと磁気軸との距離の関数として受動CXフラックスから推定されるイオン温度は、イオン温度分布Ti(ρ)を得るために用いられる。中性粒子源をモデル化するため、プラズマ端部からの中性粒子の浸入と中性化過程のシミュレーションが報告されている。熱化したイオン集団を有するプラズマにおいては、NPAによる水素または重水素の温度分布は、電荷交換再結合分光法(CXRS)によって測定された炭素イオン温度分布と一致する。シミュレーションと2つのプラズマ種の同期NPA測定との整合により、輸送解析に必要となる中性粒子密度の絶対分布とプラズマの同位体組成が得られる。さらにモデル化を進めることにより、プラズマを変位させることなく、CXスペクトルからイオン温度分布を反復的に再構成することが可能となる。