Measuring 3D or 4D fast-ion distribution function relies on using prior information in some form due to the ill-conditioned nature of the underlying inverse problem. Here we present a method to encode the correlations between phase-space elements caused by the neoclassical transport due to Coulomb collisions as physics-informed prior information which we compute using the orbit-following code ASCOT. We reconstruct the fast-ion distribution function from neutral beam injection (NBI) in a 4D phase-space using neoclassical anisotropic slowing-down distributions calculated with ASCOT for a JET equilibrium as basis functions. Detailed data from the NBI geometry was used to compute basis functions at full, half, and one-third injection energies. The fast-ion distribution at each injection energy was divided into 10 separate basis functions based on flux surfaces of the ionized neutrals. Reconstructions based on synthetic data were computed by solving for basis function coefficients with Tikhonov regularization. Reconstructions of the phase-space distribution from one NBI match well with the true solution, but an addition of another NBI reduced the quality of the reconstructions significantly.
3Dまたは4Dの高速イオン分布関数の測定は、基礎となる逆問題の悪条件性のため、何らかの形での事前情報の利用に依存している。ここでは、クーロン衝突による新古典輸送によって引き起こされる位相空間要素間の相関を、物理に基づく事前情報として符号化する手法を提示する。この情報は、軌道追跡コードASCOTを用いて計算する。我々は、JET平衡に対してASCOTで計算された新古典的異方性減速分布を基底関数として用い、4D位相空間における中性粒子ビーム入射(NBI)からの高速イオン分布関数を再構成する。NBIジオメトリの詳細なデータを用いて、全入射エネルギー、半入射エネルギー、1/3入射エネルギーにおける基底関数を計算した。各入射エネルギーにおける高速イオン分布は、電離された中性粒子の磁束面に基づいて10個の独立した基底関数に分割された。合成データに基づく再構成は、チホノフ正則化を用いて基底関数係数を解くことによって計算された。1つのNBIからの位相空間分布の再構成は真の解とよく一致するが、別のNBIを追加すると、再構成の品質が著しく低下した。