SPIDER experiment includes an RF inductively coupled plasma source working at 0.3 Pa of gas pressure (H/D) where plasma is generated and heated by eight RF drivers, fed by four RF circuits. A single RF circuit is composed of two drivers connected in series, attached to a capacitive matching network, fed by 200 kW 1 MHz RF oscillator through a coaxial transmission line. The knowledge of driver impedance in different experimental conditions is a valuable window for understanding the characteristics of generated plasma. Direct measurement of driver impedance in SPIDER is not possible, it has been estimated via the development of a suitable electrical model of the RF circuit using as input, measurements at the oscillator's output. This paper reports on the progress in the modeling of the SPIDER RF circuit and discusses a procedure to estimate the driver impedance exploiting also the recently available experimental measurements from the dual directional coupler. The impedance obtained with this approach, derived from measurements obtained in a recent SPIDER campaign, is reported for various operating conditions, such as RF power, gas pressure, plasma grid current, cesium injection rate, type of gas (hydrogen and deuterium), etc.
SPIDER実験には、0.3 Paのガス圧(H/D)で動作するRF誘導結合プラズマ源が含まれており、プラズマは8つのRFドライバによって生成・加熱され、4つのRF回路によって給電される。単一のRF回路は、直列に接続された2つのドライバで構成され、容量性整合ネットワークに接続され、同軸伝送線路を介して200 kW 1 MHzの発振器から給電される。異なる実験条件におけるドライバのインピーダンスの知識は、生成されたプラズマの特性を理解するための貴重な手掛かりとなる。SPIDERにおけるドライバのインピーダンスの直接測定は不可能であり、発振器出力での測定値を入力として用いたRF回路の適切な電気モデルの開発を通じて推定が行われてきた。本論文では、SPIDERのRF回路のモデリングにおける進捗を報告し、デュアル方向性結合器から得られた最近の実験測定値も活用してドライバのインピーダンスを推定する手順について議論する。このアプローチで得られたインピーダンスは、最近のSPIDERキャンペーンで得られた測定値から導出され、RFパワー、ガス圧、プラズマグリッド電流、セシウム注入率、ガスの種類(水素および重水素)などの様々な動作条件について報告される。