A new set of 80 optimized magnetic diagnostics has been designed, built and installed in the helically symmetric experiment stellarator to enable a more accurate reconstruction of the plasma equilibrium compared to a previously installed unoptimized set. The optimization of the positions of the diagnostic coils was based on two different methods. The first technique searches for diagnostics with a high signal effectiveness. This quantity is determined by how much the variance of the reconstructed parameters, which are used to describe the equilibrium, changes depending on a change in the variance of the measurement. The results of this method are combined with a study that determines which diagnostics have the largest signal change if only a single parameter is varied. Calculations show that the new set of diagnostics reduces the uncertainty in the reconstructed plasma pressure and plasma current profile compared to the previous magnetic diagnostics and a virtual internal diagnostic set which was not optimized. With a reduction in the signal uncertainties, a further improvement can be achieved for the optimized diagnostic set, demonstrating the advantage of a careful diagnostic design process. It is shown that it is possible to design diagnostic coils which are only sensitive to either the bootstrap current or the Pfirsch–Schlüter current.
ヘリカル型対称実験ステラレーターにおいて、プラズマ平衡のより高精度な再構築を可能にするため、新たに最適化された80個の磁気計測器のセットが設計・製作・設置され、従来設置されていた非最適化のセットと比較された。計測コイルの位置の最適化は、2つの異なる手法に基づいて行われた。第1の手法は、信号有効性が高い計測器を探索するものである。この量は、平衡を記述するために使用される再構築パラメータの分散が、測定の分散の変化に応じてどれだけ変化するかによって決定される。この手法の結果は、単一のパラメータのみを変化させた場合に、どの計測器が最も大きな信号変化を示すかを決定する研究と組み合わせられる。計算により、新しい計測器セットは、従来の磁気計測器および最適化されていない仮想的な内部計測器セットと比較して、再構築されるプラズマ圧力とプラズマ電流分布の不確かさを低減することが示された。信号の不確かさの低減により、最適化された計測器セットに対してさらなる改善が達成可能であり、慎重な計測器設計プロセスの利点が実証された。ブートストラップ電流またはピルシュ・シュリューター電流のいずれかにのみ感度を有する計測コイルを設計することが可能であることが示された。