Multi-spectral imaging of helium atomic emission (HeMSI) has been used to create 2D poloidal maps of and in TCV's divertor. To achieve these measurements, TCV's MANTIS multispectral cameras (Perek et al 2019 Rev. Sci. Instrum.90 123514) simultaneously imaged four He I lines (two singlet and two triplet) and a He II line (468 nm) from passively present He and He+. The images, which were absolutely calibrated and covered the whole divertor region, were inverted through the assumption of toroidal symmetry to create emissivity profiles and, consequently, line-ratio profiles. A collisional-radiative model (CRM) was applied to the line-ratio profiles to produce 2D poloidal maps of and . The collisional-radiative modeling was accomplished with the Goto helium CRM code (Zholobenko et al 2018 Nucl. Fusion58 126006, Zholobenko et al 2018 Technical Report, Goto 2003 J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer76 331–44) which accounts for electron-impact excitation (EIE) and deexcitation, and electron–ion recombination (EIR) with . The HeMSI and measurements were compared with co-local Thomson scattering measurements. The two sets of measurements exhibited good agreement for ionizing plasmas: , and in the case of majority helium plasmas, and in the case of majority deuterium plasmas. However, there were instances where HeMSI measurements diverged from Thomson scattering. When in majority deuterium plasmas, HeMSI deduced inaccurately high values of . This disagreement cannot be rectified within the CRM's EIE and EIR framework. Second, on sporadic occasions within the private flux region, HeMSI produced erroneously high measurements of . Multi-spectral imaging of Helium emission has been demonstrated to produce accurate 2D poloidal maps of and within the divertor of a tokamak for plasma conditions relevant to contemporary divertor studies.
ヘリウム原子発光の多波長分光撮像（HeMSI）は、TCVのダイバータにおける および の2次元ポロイダルマップを作成するために使用されてきた。これらの測定を達成するために、TCVのMANTIS多波長カメラ（Perek et al 2019 Rev. Sci. Instrum.90 123514）は、受動的に存在するHeおよびHe+からの4本のHe I線（一重項2本と三重項2本）と1本のHe II線（468 nm）を同時に撮像した。絶対較正され、ダイバータ領域全体を覆っていた画像は、トロイダル対称性の仮定を通じて逆変換され、発光率プロファイル、そして結果的に線強度比プロファイルを作成した。衝突放射モデル（CRM）を線強度比プロファイルに適用し、 および の2次元ポロイダルマップを生成した。衝突放射モデリングは、GotoヘリウムCRMコード（Zholobenko et al 2018 Nucl. Fusion58 126006, Zholobenko et al 2018 Technical Report, Goto 2003 J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer76 331–44）によって達成された。このコードは、電子衝突励起（EIE）と脱励起、および との電子–イオン再結合（EIR）を考慮する。HeMSI および の測定値は、同一位置でのトムソン散乱測定値と比較された。2組の測定値は、電離プラズマに対して良好な一致を示した: ヘリウムを主成分とするプラズマの場合には および 、重水素を主成分とするプラズマの場合には 。しかし、HeMSI測定値がトムソン散乱から乖離する事例があった。重水素を主成分とするプラズマにおいて の場合、HeMSIは の不正確に高い値を導出した。この不一致は、CRMのEIEおよびEIRの枠組み内では修正できない。第二に、プライベートフラックス領域内で散発的に、HeMSIは の誤って高い測定値を生成した。ヘリウム発光の多波長分光撮像は、現代のダイバータ研究に関連するプラズマ条件において、トカマクのダイバータ内の および の正確な2次元ポロイダルマップを生成することが実証された。