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Continuum radiated power density () and effective charge () estimates from multi-energy photon-counting measurements

Luis F Delgado-Aparicio, T Barbui, R Barnsley, D Vezinet, R Dumont, J Morales, N Fedorczak, B Stratton, K Hill, M Bitter2026年4月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Multi-energy soft x-ray pinhole cameras have been designed, built, calibrated, and operated at Madison symmetric Torus, Alcator C-Mod, and more recently at Tokamak a configuration variable and Tungsten Environment in Steady-State Tokamak (WEST), to measure plasma emission across multiple energy ranges. Here we describe a new methodology to estimate the local continuum radiated power density and the plasma effective charge () directly from photon-counting measurements of the line-free continuum emission (Bremsstrahlung and Radiative Recombination) in several energy bands between 11 and 18 keV. This capability is particularly valuable for confinement systems using metal plasma-facing components, where x-ray losses from interactions with the sputtered wall can represent a significant fraction of the total radiated power (). The approach leverages a well-characterized detector responsivity, modeled by a complementary error function, and interprets the differential multi-energy measurements between adjacent energy levels through the probability density function of a Gaussian distribution. The implementation of this diagnostic technique is currently under development on the WEST tokamak, aiming at the goal of providing real-time and measurements during long-pulse operation (up to 1000 s) in the 2026 campaign.

日本語訳

多エネルギー軟X線ピンホールカメラは、マディソン対称トーラス、Alcator C-Mod、そして最近ではトカマク・ア・コンフィギュレーション・バリアブルおよび定常状態トカマクにおけるタングステン環境(WEST)において、複数のエネルギー範囲にわたるプラズマ放射を測定するために設計、製作、較正、運用されてきた。ここでは、11 keVから18 keVの間のいくつかのエネルギー帯における線を含まない連続放射(制動放射および放射再結合)の光子計数測定から、局所連続放射パワー密度とプラズマ実効電荷()を直接推定する新しい方法論について述べる。この能力は、金属製プラズマ対向部品を使用する閉じ込め系において特に価値が高い。そこでは、スパッタされた壁との相互作用によるX線損失が総放射パワー()の有意な割合を占め得る。この手法は、相補誤差関数によってモデル化された十分に特性評価された検出器応答性を活用し、隣接するエネルギー準位間の差動多エネルギー測定値をガウス分布の確率密度関数を通じて解釈する。この診断技術の実装は現在WESTトカマクで開発中であり、2026年キャンペーンにおける長時間パルス運転(最大1000 s)中のリアルタイムの()および()測定を提供することを目指している。

装置

alcator-c-mod低精度(概要文一致)

AIによる論文要約

マルチエネルギー光子計数計測による連続放射パワー密度と有効電荷の推定
JAこの論文は、金属製プラズマ対向壁を用いた核融合装置の研究者や、軟X線診断技術に携わるエンジニア、また実時間プラズマ制御に関心のある学生に推奨されます。#NuclearFusion #PlasmaDiagnostics #XRayImaging #WESTtokamak #EffectiveCharge
LLM向け: {"Title": "マルチエネルギー軟X線光子計測による連続放射パワー密度と実効電荷の推定手法", "Authors": "not specified", "…

本論文では、マルチエネルギー軟X線ピンホールカメラを用いて、11〜18 keVのエネルギー帯域における連続放射(制動放射及び放射再結合)から局所的な連続放射パワー密度とプラズマの有効電荷を直接推定する新しい手法を提案しています。この手法は、検出器の応答性を相補誤差関数でモデル化し、隣接エネルギー準位間の差動測定をガウス分布の確率密度関数を用いて解釈します。WESTトカマクでの実装が進行中であり、2026年のキャンペーンでの長時間パルス運転(最大1000秒)におけるリアルタイム計測を目指しています。金属プラズマ対向壁を用いた閉じ込め系において、スパッタリングされた壁との相互作用によるX線損失が全放射パワーの重要な割合を占める場合に特に有用です。

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