We compute reconstructions of 4D and 5D fast-ion phase-space distribution functions in fusion plasmas from synthetic projections of these functions. The fast-ion phase-space distribution functions originating from neutral beam injection (NBI) at TCV and Wendelstein 7-X (W7-X) at full, half, and one-third injection energies can be distinguished and particle densities of each component inferred based on 20 synthetic spectra of projected velocities at TCV and 680 at W7-X. Further, we demonstrate that an expansion into a basis of slowing-down distribution functions is equivalent to regularization using slowing-down physics as prior information. Using this technique in a Tikhonov formulation, we infer the particle density fractions for each NBI energy for each NBI beam from synthetic measurements, resulting in six unknowns at TCV and 24 unknowns at W7-X. Additionally, we show that installing 40 LOS in each of 17 ports at W7-X, providing full beam coverage and almost full angle coverage, produces the highest quality reconstructions.
核融合プラズマ中の高速イオン位相空間分布関数の4次元および5次元再構成を、これらの関数の合成投影から計算する。TCVおよびWendelstein 7-X (W7-X) における中性粒子ビーム入射 (NBI) に由来する高速イオン位相空間分布関数は、全入射エネルギー、1/2、1/3において区別でき、各成分の粒子密度は、TCVでは20個、W7-Xでは680個の投影速度の合成スペクトルに基づいて推定できる。さらに、減速分布関数の基底への展開が、事前情報として減速物理を用いる正則化と等価であることを示す。この手法をTikhonov定式化で用い、合成測定から各NBIビームの各NBIエネルギーに対する粒子密度割合を推定し、その結果TCVでは6個、W7-Xでは24個の未知数となる。さらに、W7-Xの17ポートそれぞれに40本のLOSを設置し、全ビームをカバーしほぼ全角度をカバーすることで、最高品質の再構成が得られることを示す。