The ELISE test facility with its half ITER size ion source is an important intermediate step in the European development roadmap toward the ITER neutral beam injection system. Of particular interest is the beam characterization at ELISE in terms of homogeneity and divergence. The two main beam diagnostic systems are beam emission spectroscopy (BES), providing beam intensity and divergence and infrared (IR) calorimetry applied to the surface of a diagnostic calorimeter, which provides a spatially resolved 2D map of the beam power density. Beam parameters such as width, intensity, position and accelerated current are retrieved by a fitting routine which is validated using synthetic beam profiles, thus demonstrating that the beam parameters are correctly reproduced. By comparing results of BES and IR calorimetry for several thousand pulses, it is demonstrated that the beam width is, to a large extent, determined by the beam divergence. BES and IR calorimetry are then combined to reconstruct the beam profile and this is the basis to investigate procedures for improving the beam quality in terms of power density homogeneity.
ITERの半分のサイズのイオン源を備えたELISE試験施設は、ITER中性粒子入射システムに向けた欧州の開発ロードマップにおける重要な中間段階である。特に注目されるのは、均一性と発散に関するELISEでのビーム特性評価である。2つの主要なビーム診断システムは、ビーム強度と発散を提供するビーム発光分光法(BES)と、診断用カロリメータの表面に適用される赤外(IR)カロリメトリであり、これはビームパワー密度の空間分解2Dマップを提供する。幅、強度、位置、加速電流などのビームパラメータは、合成ビームプロファイルを用いて検証されたフィッティングルーチンによって取得され、これによりビームパラメータが正しく再現されることが実証される。数千パルスにわたるBESとIRカロリメトリの結果を比較することにより、ビーム幅は大部分がビーム発散によって決定されることが実証される。次に、BESとIRカロリメトリを組み合わせてビームプロファイルを再構成し、これがパワー密度の均一性に関してビーム品質を改善する手順を調査するための基礎となる。