The origin of the bi-Maxwellian electron energy distribution function (EEDF) observed in the scrape-off layer (SOL) of tokamak plasmas by means of Langmuir probes is still under discussion. It has been assumed that the ionization of hydrogen and deuterium neutrals by thermal electrons penetrating the SOL from the bulk plasma is the main reason for the appearance of a second Maxwellian. To validate this assumption, radial measurements of the electron temperatures and densities, or the plasma properties in helium plasmas in the GOLEM tokamak and the TJ-II stellarator were performed. The radial profiles of the low-temperature electron group densities follow the trend of the calculated radial profiles of the electron sources arising from the ionization of neutrals in both deuterium and helium plasmas in TJ-II. The difference in the radial location where the bi-Maxwellian EEDF appears can be explained by the difference in the rate coefficients for ionization of deuterium and helium. The results of probe measurements in GOLEM and the WEST tokamak divertor, at one radial location in the SOL, are compatible with the hypothesis concerning the ionization of neutral atoms and the type of the EEDF.
ラングミュアプローブを用いてトカマクプラズマのスクレイプオフ層(SOL)で観測される双マクスウェル電子エネルギー分布関数(EEDF)の起源は、依然として議論中である。バルクプラズマからSOLへ浸透する熱電子による水素および重水素中性粒子の電離が、第二のマクスウェル分布の出現の主な理由であると仮定されてきた。この仮定を検証するために、GOLEMトカマクおよびTJ-IIステラレータにおけるヘリウムプラズマ中の電子温度と密度、またはプラズマ特性の径方向測定が実施された。低温電子群密度の径方向プロファイルは、TJ-IIの重水素およびヘリウムプラズマの両方において、中性粒子の電離から生じる電子源の計算された径方向プロファイルの傾向に従う。双マクスウェルEEDFが現れる径方向位置の違いは、重水素とヘリウムの電離速度係数の違いによって説明できる。GOLEMおよびWESTトカマクのダイバータにおける、SOL内の1つの径方向位置でのプローブ測定の結果は、中性原子の電離とEEDFのタイプに関する仮説と適合している。