The Balmer-α line profile is measured with high wavelength resolution for a discharge in the Large Helical Device. The line profile is regarded as a superposition of continuously varying Doppler broadened components and is expressed as the Laplace transform. Numerical Laplace inversion of the measured line profile gives the distribution function of line emissivity in terms of atom temperature. The temperature dependence of the line emissivity is interpreted as spatial dependence so that the ionization rate and atom density of neutral hydrogen are determined. The temperature range of the detected atoms extends beyond 2 keV which corresponds to a penetration depth of about 1 m in the plasma, or the location at ρ ∼ 0.3, where ρ is the normalized minor radius. The atom density of approximately 1013 m−3 is derived in the plasma core region which is more than four orders smaller than that at the plasma boundary. Calculation of neutral transport with a Monte-Carlo simulation code gives satisfactory consistency with the experimental results.
バルマーα線プロファイルは、大型ヘリカル装置における放電に対して高い波長分解能で測定される。この線プロファイルは、連続的に変化するドップラー広がり成分の重ね合わせとみなされ、ラプラス変換として表現される。測定された線プロファイルの数値ラプラス逆変換により、原子温度の関数としての線放射率の分布関数が得られる。線放射率の温度依存性は空間依存性として解釈され、これにより水素原子の電離率と数密度が決定される。検出された原子の温度範囲は2 keVを超え、これはプラズマ中への侵入深さ約1 m、すなわち規格化小半径ρ≒0.3の位置に相当する。プラズマコア領域における原子数密度は約10¹³ m⁻³と導出され、これはプラズマ境界における値より4桁以上小さい。モンテカルロシミュレーションコードによる中性粒子輸送の計算は、実験結果と良好な一致を示す。