The weight function W(X) is a diagnostic sensitivity to phase-space variables X that relates the measured signal C to the distribution function F(X) through the equation . In the present work, an algorithm to calculate W for a diagnostic that measures 3 MeV protons produced in d(d,p)t fusion reactions between a fast ion and a thermal deuteron is developed. The emitted protons escape the tokamak on curved orbits and are detected. These curved orbits constitute effective diagnostic 'sightlines'. The presented algorithm accounts for the complications associated with these curved sightlines. An initial calculation of time-reversed proton orbits computes effective solid angles and sightlines for the relevant range of incident proton velocity vectors. These precomputed orbits are then used within the framework of FIDASIM (2020 Plasma Phys. Cont. Fusion62 105008) to calculate the reactivity averaged over the thermal distribution of the 'target' deuterons and the probability that a fast ion of specified energy and pitch has a gyroangle that is consistent with the kinematic equations along each of the sightlines. Comparisons with analytic formulas and with independent calculations for the Mega Amp Spherical Tokamak 3 MeV proton diagnostic verify the algorithm.
重み関数W(X)は、測定信号Cを分布関数F(X)に関連付ける位相空間変数Xに対する診断感度である。本研究では、高速イオンと熱重陽子との間のd(d,p)t融合反応で生成される3MeV陽子を測定する診断のためのWを計算するアルゴリズムを開発する。放出された陽子はトカマクから曲線軌道に沿って脱出し、検出される。これらの曲線軌道は実効的な診断「視線」を構成する。提示されたアルゴリズムは、これらの曲線視線に伴う複雑さを考慮する。時間反転陽子軌道の初期計算により、入射陽子速度ベクトルの関連する範囲に対する実効立体角と視線を計算する。これらの事前計算された軌道は、その後FIDASIM（2020 Plasma Phys. Cont. Fusion 62 105008）の枠組み内で使用され、「標的」重陽子の熱分布にわたって平均化された反応率と、各視線に沿った運動学方程式と整合する所定のエネルギーおよびピッチ角を持つ高速イオンのジャイロ角確率を計算する。解析式およびMega Amp Spherical Tokamak 3MeV陽子診断に対する独立した計算との比較により、アルゴリズムを検証する。