This paper presents a probabilistic formulation and a generalised version of the two foil method for estimating electron temperature from soft x-ray radiation, motivated by its application to the COMPASS-U tokamak. Using synthetic data representative of the expected diagnostic configuration, we benchmark the performance of the method and investigate the impact of tungsten line radiation on its accuracy. The results show that neglecting tungsten line radiation can lead to a substantial underestimation of the electron temperature, highlighting a key limitation of the standard approach. To address this issue, we propose a generalised two foil method that explicitly incorporates line radiation from plasma impurities into the probabilistic model. The generalised formulation relates the ratio of emissivities measured by two detectors with different filters to the electron temperature, electron density, effective charge, and tungsten density. The method is demonstrated using simulations of COMPASS-U plasma scenarios with a synthetic model of a planned soft x-ray diagnostic system consisting of two detector sets with different filters capable of tomographic inversions. Benchmarking is performed under different a priori assumptions on plasma parameters, considering both the standalone method and cases where additional constraints from other diagnostics are included. We identify three distinct regimes in plasma parameter space in which the diagnostic sensitivity is dominated by the electron temperature, by the impurity content, or coupled dependence on both parameters.
本論文は、COMPASS-Uトカマクへの応用を動機として、軟X線放射から電子温度を推定するための二重フォイル法の確率論的定式化と一般化版を提示する。想定される診断構成を代表する合成データを用いて、本手法の性能をベンチマークし、タングステン線放射がその精度に及ぼす影響を調査する。結果は、タングステン線放射を無視すると電子温度の大幅な過小評価につながる可能性があることを示し、標準的なアプローチの重要な限界を浮き彫りにする。この問題に対処するため、プラズマ不純物からの線放射を確率論的モデルに明示的に組み込んだ一般化二重フォイル法を提案する。一般化された定式化は、異なるフィルターを備えた2つの検出器で測定された発光率の比を、電子温度、電子密度、実効電荷、およびタングステン密度に関連付ける。本手法は、断層逆変換が可能な異なるフィルターを備えた2つの検出器セットからなる計画中の軟X線診断システムの合成モデルを用いたCOMPASS-Uプラズマシナリオのシミュレーションによって実証される。ベンチマークは、プラズマパラメータに関する異なる先験的仮定の下で実施され、スタンドアロン手法と、他の診断からの追加制約を含む場合の両方を考慮する。診断感度が電子温度によって支配される領域、不純物含有量によって支配される領域、または両パラメータへの結合依存性を示す領域という、プラズマパラメータ空間における3つの明確な領域を特定する。