A compact and highly flexible soft x-ray (SXR) spectrometer for measuring electromagnetic radiation, primarily in the spectral range of about 2–8 keV, was designed with the aim of monitoring of highly ionized, mainly high-Z metallic impurities in the core of high temperature plasmas at the COMPASS Upgrade tokamak (currently under construction) with core plasma temperatures of ∼1–5 keV and core electron densities of ∼1–3 * 1020 m−3. These impurities will originate from plasma interaction with plasma-facing components made of tungsten and nickel–chromium-based alloys (Inconel), containing elements such as nickel, chromium, molybdenum and iron. The SXR spectrometer will enable the monitoring of each of these elements by resolving well their characteristic spectral lines in pre-selected spectral regions of interest. Additionally, information on the electron and ion temperature in the plasma core will be provided using artificially introduced impurities such as argon. The main technical parameters of the SXR spectrometer are as follows: Johann geometry using spherical Bragg crystals, back-illuminated charge-coupled device as a detector in a fixed position, pre-selected spectral regions of interest for metallic (W, Mo, Fe, Cr, Ni) and gaseous (Ar) impurities in the spectral region 2.4–8.1 keV (0.52–0.15 nm), spectral resolution about 2500, but better than 3000 for the Ar lines near 3.1 keV, time resolution about 40 ms, compact size (the core of the spectrometer of about 1 m by 1 m; 2.5 m long vacuum connection duct to the tokamak cryostat edge) and flexible configuration (remotely driven crystal exchanger, left–right spectrometer set-up flexibility, differential pumping). The contribution introduces the design of the spectrometer itself as well as future plans for its implementation in the tokamak hall in early operational phases with low hard radiation or in a shielded area outside the tokamak hall for high-performance plasmas at COMPASS Upgrade.
約2–8 keVのスペクトル範囲の電磁放射を主に測定するための、コンパクトで柔軟性の高い軟X線（SXR）分光器が設計された。その目的は、中心プラズマ温度が∼1–5 keV、中心電子密度が∼1–3 * 10²⁰ m⁻³であるCOMPASS Upgradeトカマク（現在建設中）の高温プラズマ中心部における、高度に電離した、主に高Z金属不純物の監視である。これらの不純物は、タングステンおよびニッケル–クロム基合金（インコネル）で作られたプラズマ対向機器とのプラズマ相互作用に起因し、これらの合金にはニッケル、クロム、モリブデン、鉄などの元素が含まれる。このSXR分光器は、予め選択された関心スペクトル領域において、これらの各元素の特性スペクトル線を良好に分解することにより、それぞれの元素の監視を可能にする。さらに、アルゴンなどの人工的に導入された不純物を用いて、プラズマ中心部の電子温度およびイオン温度に関する情報が提供される。SXR分光器の主な技術パラメータは以下の通りである：球面ブラッグ結晶を用いたヨハン幾何配置、固定位置の検出器としての背面照射型電荷結合素子（CCD）、金属不純物（W, Mo, Fe, Cr, Ni）およびガス状不純物（Ar）のための予め選択された関心スペクトル領域（スペクトル領域2.4–8.1 keV（0.52–0.15 nm））、スペクトル分解能は約2500、ただし3.1 keV付近のAr線については3000より良好、時間分解能は約40 ms、コンパクトなサイズ（分光器本体は約1 m × 1 m、トカマクのクライオスタット縁までの長さ2.5 mの真空接続ダクト）、そして柔軟な構成（遠隔駆動の結晶交換器、左右の分光器設置の柔軟性、差動排気）。本寄稿は、分光器自体の設計とともに、COMPASS Upgradeにおける低い硬放射線を伴う初期運転段階でのトカマクホール内への設置、または高性能プラズマのためのトカマクホール外の遮蔽領域への設置に関する将来計画を紹介する。