A method of measuring the q-profile in a plasma is analyzed in detail for its applicability to fusion plasmas. Radially injected neutral hydrogen molecules will be ionized in the plasma and will rotate according to the local magnetic field. After dissociation the information on the velocity of the molecular ion at the time of dissociation can be carried by the neutral atom to a neutral particle analyzer. This paper shows how this information can be used to calculate the local field. The production and penetration of molecular beams are discussed as well as the requirements to be met by the beam and analyzer. Also discussed are the possibility and influence of neutral atom beams and their possible relevance to the same type of measurement. It is shown that the Shafranov shift can be determined by suitable choices of the injection and detection geometries. The method seems to be especially suited to measuring the time variation of local q-values. Although the penetration of the particles depends on the plasma conditions, the quantity measured by the method discussed only depends on the local field ratio. It is shown that the method could also be applied in large plasma experiments the size of JET, and that an accuracy in measuring q of better than or about 10% may be achieved.
プラズマ中のq分布を測定する方法について、その核融合プラズマへの適用可能性を詳細に解析する。径方向に入射された中性水素分子はプラズマ中で電離され、局所磁場に応じて回転する。解離後、分子イオンの解離時における速度情報は、中性原子によって運ばれ、中性粒子分析器で検出される。本論文では、この情報を用いて局所磁場を計算する方法を示す。分子ビームの生成とプラズマへの侵入について議論し、ビームに要求される条件を述べる。また、中性原子ビームの可能性と、同種の測定に対するその影響についても考察する。入射および検出のジオメトリを適切に選択することで、シャフラノフシフトを決定できることを示す。この方法は、局所q値の時間変化の測定に特に適していると思われる。粒子の侵入はプラズマ条件に依存するが、本手法で測定される量は局所的な磁場比のみに依存する。さらに、この方法はJET規模の大型プラズマ実験にも適用可能であり、q値の測定精度は10%以上または約10%を達成できることを示す。