Deriving impurity density from local soft x-ray (SXR) emissivity (reconstructed by background-subtracted tomography during trace injections) by line-emission modelling leads to uncertainties due to the unknown ionization balance, especially for medium-Z impurities. This paper proposes a paradigm shift in the way SXR tomography is used, from one that maximizes signal at the expense of uncertain modelling to one that relies on sharper spectral resolution used to better understand what exactly is being measured. It is indeed shown that the measured SXR emissivity of an impurity may be robust with respect to changes to its unknown ionization balance (i.e. with respect to impurity transport) under two conditions. First, the electron temperature must be above a certain threshold (typically 4–5 keV or higher for metals like Ni or Fe). Second, the spectral response of SXR detectors must have a tuneable band-pass and should focus on a specific spectral region for each considered impurity. Both these conditions aim at maximizing the Bremsstrahlung contribution, which has the weakest dependence on ion charge. Prospective applications for several impurities are discussed as well as practical limitations. Since this method offers diagnostics-designing potential, possible technological solutions are also discussed.
局所軟X線(SXR)放射率(微量注入中のバックグラウンド差引トモグラフィーにより再構成)から線放射モデリングによって不純物密度を導出することは、特に中Z不純物の場合、未知の電離平衡のために不確かさを生じる。本論文は、SXRトモグラフィーの用いられ方におけるパラダイムシフトを提案する。すなわち、不確かなモデリングを犠牲にして信号を最大化するものから、何が正確に測定されているのかをより良く理解するために用いられる、より高い分光分解能に依存するものへの転換である。測定された不純物のSXR放射率は、2つの条件下で、その未知の電離平衡(すなわち不純物輸送)の変化に対してロバストであり得ることが実際に示される。第一に、電子温度が特定の閾値(NiやFeなどの金属では典型的には4〜5 keV以上)を超えていなければならない。第二に、SXR検出器の分光応答は調整可能なバンドパスを有し、考慮される各不純物について特定のスペクトル領域に焦点を当てるべきである。これらの条件は両方とも、イオン電荷への依存性が最も弱い制動放射の寄与を最大化することを目的としている。いくつかの不純物に対する将来の応用と実際的な限界について議論する。この方法は計測器設計の可能性を提供するため、可能な技術的解決策についても議論する。