A feasibility study of a spectroscopic tomographic diagnostic for the emissivity reconstruction of the plasma parameters in the large negative ion source of the test facility ELISE is described. Tomographic tools are developed to be applied to the measurements of the ELISE optical emission spectroscopy (OES) diagnostic, in order to reconstruct the emissivity distribution from hydrogen (or deuterium) plasma close to the plasma grid, where negative ions are produced and extracted to be accelerated. Various emissivity phantoms, both symmetric and asymmetric, reproducing different plasma experimental conditions have been simulated to test the tomographic algorithm. The simultaneous algebraic reconstruction technique has been applied, accounting for the OES geometrical layout together with a suitable pixel representation. Even with a limited number of 14 lines of sight (LoSs), the plasma emissivity distribution expected on the ELISE source can be successfully reconstructed. In particular, asymmetries in the emissivity pattern can be detected and reproduced with low errors. A systematic investigation of different geometrical layouts of the LoSs as well as of the pixel arrangements has been carried out, and a final configuration has been identified. Noise on the simulated experimental spectroscopic measurements has been tested, confirming the reliability of the adopted tomographic tools for the plasma emissivity reconstructions of the source plasma in ELISE with the actual OES diagnostic system.
ELISE試験施設における大型負イオン源のプラズマパラメータのエミッシビティ再構成のための分光トモグラフィー診断の実現可能性調査について述べる。ELISEの光学発光分光（OES）診断の測定に適用するトモグラフィーツールを開発し、負イオンが生成・抽出され加速されるプラズマグリッド近傍の水素（または重水素）プラズマからのエミッシビティ分布を再構成する。対称および非対称の様々なエミッシビティファントムを用いて、異なるプラズマ実験条件を再現し、トモグラフィーアルゴリズムを検証した。OESの幾何学的配置と適切なピクセル表現を考慮した同時代数再構成法（SART）を適用した。視線数が14本と限られている場合でも、ELISE源において期待されるプラズマエミッシビティ分布を良好に再構成できることが示された。特に、エミッシビティパターンの非対称性を低誤差で検出・再構成可能であることが確認された。異なる視線の幾何学的配置とピクセル配置の系統的調査を実施し、最終的な構成を特定した。さらに、分光測定におけるノイズの影響を模擬した試験を行い、実際のOES診断システムを用いたプラズマエミッシビティ再構成における採用トモグラフィーツールの信頼性を検証した。