The ion temperature is not frequently measured in the boundary of magnetic fusion devices. Comparisons among different ion temperature techniques and simulations are even rarer. Here we present a comparison of ion temperature measurements in the boundary of the Alcator C-Mod tokamak from three different diagnostics: charge exchange recombination spectroscopy (CXRS), an ion sensitive probe (ISP), and a retarding field analyzer (RFA). Comparison between CXRS and the ISP along with close examination of the ISP measurements reveals that the ISP is space charge limited. It is thus unable to measure ion temperature in the high density (>1019 m−3) boundary plasma of C-Mod with its present geometry. Comparison of ion temperatures measured by CXRS and the RFA shows fair agreement. Ion and electron parallel heat flow is analyzed with a simple 1D fluid code. The code takes divertor measurements as input and results are compared to the measured ratios of upstream ion to electron temperature, as inferred respectively by CXRS and a Langmuir probe. The analysis reveals the limits of the fluid model at high Knudsen number. The upstream temperature ratio is under predicted by a factor of 2. Heat flux limiters (kinetic corrections) to the fluid model are necessary to match experimental data. The values required are found to be close to those reported in kinetic simulations. The 1D code is benchmarked against the 2D plasma fluid code UEDGE with good agreement.
イオン温度は、磁気核融合装置の境界領域においては頻繁には測定されない。異なるイオン温度測定手法間の比較や、シミュレーションとの比較はさらに稀である。本論文では、Alcator C-Modトカマクの境界領域におけるイオン温度測定を、3つの異なる診断手法、すなわち電荷交換再結合分光法（CXRS）、イオン感応プローブ（ISP）、および減速場分析器（RFA）を用いて比較した結果を提示する。CXRSとISPの比較、およびISP測定の詳細な検討により、ISPは空間電荷制限を受けていることが明らかになった。したがって、ISPは現在の幾何学的配置では、C-Modの高密度（>10¹⁹ m⁻³）境界プラズマにおいてイオン温度を測定することができない。CXRSとRFAによるイオン温度測定の比較では、良好な一致が見られた。イオンと電子の平行方向の熱流は、単純な1次元流体コードを用いて解析された。このコードはダイバータ測定値を入力として使用し、その結果は、CXRSおよびラングミュアプローブによってそれぞれ推定された上流のイオン温度と電子温度の比と比較された。この解析により、高クヌーセン数における流体モデルの限界が明らかになった。上流の温度比は、係数2だけ過小評価されている。実験データと一致させるためには、流体モデルへの熱流束制限（運動論的補正）が必要である。必要とされる値は、運動論的シミュレーションで報告された値に近いことが判明した。1次元コードは、2次元プラズマ流体コードUEDGEに対してベンチマークされ、良好な一致が得られた。