A relatively simple theory is developed to predict the energy spectrum of charge-exchange neutrals emitted from a tokamak at energies near that of a tangentially injecting neutral beam. The theory is based on a solution to the Fokker-Planck equation which is valid near the injection energy and angle. It is compared with detailed charge-exchange measurements of ion bunches slowing down in the ATC plasma, with steady-state spectrum measurements, and with rise-time measurements of the spectrum near the injection energy after the beam is turned on. Each of these is a test of the classical nature of the slowing-down process, and each gives excellent agreement with theory. On the basis of these results, the theory is used to show how a collimated neutral-beam probe combined with a multi-sight-line detector can be used to measure radial profiles of background neutral density, and of Zeff.
トカマクにおいて接線方向に入射する中性粒子ビームのエネルギー付近でのエネルギーにおける、荷電交換中性粒子のエネルギースペクトルを予測するための比較的単純な理論を開発する。この理論は、入射エネルギーおよび入射角度付近で有効なフォッカー・プランク方程式の解に基づいている。この理論を、ATCプラズマ中で減速するイオンバンチの詳細な荷電交換測定、定常状態スペクトル測定、およびビーム投入後の入射エネルギー付近でのスペクトルの立ち上がり時間測定と比較する。これらの各測定は、減速過程の古典的性質を検証するものであり、それぞれ理論と優れた一致を示す。これらの結果に基づき、この理論を用いて、コリメートされた中性粒子ビームプローブと多視線検出器を組み合わせることで、背景中性粒子密度およびZeffの動径分布を測定できることを示す。