An approximate method to correct the motional Stark effect (MSE) spectroscopy for the effects of intrinsic plasma electric fields has been developed. The motivation for using an approximate method is to incorporate electric field effects for between-pulse or real-time analysis of the current density or safety factor profile. The toroidal velocity term in the momentum balance equation is normally the dominant contribution to the electric field orthogonal to the flux surface over most of the plasma. When this approximation is valid, the correction to the MSE data can be included in a form like that used when electric field effects are neglected. This allows measurements of the toroidal velocity to be integrated into the interpretation of the MSE polarization angles without changing how the data is treated in existing codes. In some cases, such as the DIII-D system, the correction is especially simple, due to the details of the neutral beam and MSE viewing geometry. The correction method is compared using DIII-D data in a variety of plasma conditions to analysis that assumes no radial electric field is present and to analysis that uses the standard correction method, which involves significant human intervention for profile fitting. The comparison shows that the new correction method is close to the standard one, and in all cases appears to offer a better result than use of the uncorrected data. The method has been integrated into the standard DIII-D equilibrium reconstruction code in use for analysis between plasma pulses and is sufficiently fast that it will be implemented in real-time equilibrium analysis for control applications.
モーティカル・シュタルク効果(MSE)分光を、プラズマ内部の電場の影響に対して補正する近似手法が開発された。近似手法を用いる動機は、パルス間解析またはリアルタイム解析において、安全係数プロファイルや電流密度プロファイルを求める際に電場の影響を組み込むことである。運動量バランス方程式におけるトロイダル速度項は、通常、プラズマの大部分において磁気面に直交する電場への主要な寄与となる。この近似が有効な場合、MSEデータへの補正は、電場の影響を無視する場合に用いられる形式と同様の形式で組み込むことができる。これにより、既存のコードにおけるデータの扱い方を変更することなく、トロイダル速度の測定値をMSE偏光角の解釈に統合することが可能となる。DIII-Dシステムのような場合には、中性粒子ビームとMSEの視野幾何学の詳細により、補正は特に単純な形となる。この補正手法を、DIII-Dのさまざまなプラズマ条件におけるデータに対して、径方向電場が存在しないと仮定した解析および、プロファイルフィッティングに多大な人手を要する標準的な補正を用いた解析と比較した。比較の結果、新しい補正手法は標準的な手法に近い結果を与え、すべてのケースにおいて電場を無視した解析よりも優れた結果を示すことが明らかとなった。この手法は、パルス間解析に使用されている標準的なDIII-D平衡再構成コードに組み込まれており、制御応用のためのリアルタイム平衡解析においても実装可能な十分な高速性を有している。