In this paper we demonstrate how the inversion, in energy and major radius (E, R) coordinates, of imaging neutral particle analyser (INPA) measurements can be used to obtain the fast-ion distribution. The INPA is most sensitive to passing ions with energies in the range (20–150) keV and pitches near 0.5 in the core and 0.7 near the plasma edge. Inversion of synthetic signals, via 0th-order Tikhonov and Elastic Net regularization, were performed to demonstrate the capability of recovering the ground truth fast-ion 2D phase-space distribution resolved in major radius and energy, even in the presence of moderate noise levels (10%). Finally, we apply our method to measure the 2D phase-space distribution in an MHD quiescent plasma at ASDEX Upgrade and find good agreement with the slowing down fast-ion distribution predicted by TRANSP.
本論文では、エネルギーと主半径 (E, R) 座標における、イメージング中性粒子分析器 (INPA) 測定の逆変換を用いて高速イオン分布を得る方法を示す。INPA は、コア内ではピッチ約0.5、プラズマ端付近では約0.7の通過イオンであって、エネルギーが (20–150) keV の範囲のものに最も感度が高い。0次チホノフ正則化およびエラスティックネット正則化による合成信号の逆変換を実行し、中程度のノイズレベル (10%) の存在下でも、主半径とエネルギーで分解された真の高速イオン2次元位相空間分布を回復できる能力を実証した。最後に、ASDEX Upgrade における MHD 静穏プラズマ中の2次元位相空間分布を測定するために本手法を適用し、TRANSP によって予測された減速高速イオン分布と良好な一致を見いだした。