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Application of 2D tomographic imaging techniques to edge turbulence in RFX-mod

Gianluigi Serianni, Matteo Agostini, Roberto Cavazzana, Paolo Scarin2007年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

In the reversed field pinch experiment RFX-mod a gas puffing imaging diagnostic is used to investigate the turbulence of the edge plasma. The system consists of a gas puffing nozzle and 32 optical channels to measure the He I (668 nm) line emission. The lines of sight are arranged into three fans intersecting each other in an area normal to the main magnetic field. The diagnostic system provides an analogue bandwidth of 2 MHz and all channels are simultaneously sampled at 10 Msamples s−1 for the whole discharge duration (350 ms). Different inversion techniques have been applied to the data in order to obtain a 2D tomographic reconstruction of the light emission pattern from the line integrals. Comparison shows that the most precise method is based on the 2D spatial Fourier expansion, applying the singular value decomposition technique with a suitable regularization method to avoid artefacts. The high time resolution allows one to obtain a 2D image every 100 ns. Emission structures ('blobs') that move along the E × B flow emerge from the background turbulence and they are characterized by computing energy and phase of the Fourier modes.

日本語訳

逆転磁場ピンチ実験RFX-modにおいて、ガス噴出イメージング診断装置を用いて周辺プラズマの乱流を調査する。このシステムは、ガス噴出ノズルと、He I(668 nm)線放射を測定するための32の光学チャンネルから構成される。視線は、主磁場に垂直な領域で互いに交差する3つのファン状に配置されている。この診断システムは、2 MHzのアナログ帯域幅を有し、全チャンネルが放電全体の期間(350 ms)にわたり10 Msamples/sで同時サンプリングされる。線積分から2次元トモグラフィー再構成により発光分布を得るために、異なる逆変換手法がデータに適用されている。比較の結果、最も高精度な手法は2次元空間フーリエ展開に基づくものであり、アーティファクトを回避するために適切な正則化手法を適用した特異値分解を用いるものである。高い時間分解能により、100 nsごとに2次元画像を得ることができる。E × Bフローに沿って移動する発光構造(ブロブ)が背景乱流から現れ、それらはフーリエモードのエネルギーと位相を計算することによって特徴づけられる。

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RFXEdge turbulence
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