A method is described for the measurement of plasma ion density which relies upon the attenuation of a medium energy atomic beam. For beam energies of a few keV, resonant charge transfer with plasma ions predominates so strongly over competing processes leading to beam attenuation that the determination of ion density is particularly simple. We have employed a 2.5—5-keV atomic hydrogen beam to measure the proton densities produced by a pulsed plasma gun and by the B-l stellarator. In the latter case a 4-mm microwave interferometer was used to confirm the calculated calibration. The time response of the system is of the order of 1 MHz for density changes ≥ 1013/cm3. The method appears particularly well suited for ion densities of order 1014/cm3 where microwave measurements are difficult.
プラズマイオン密度の測定方法について述べるもので、これは数keVの原子ビームの減衰に依存する。数keVのビームエネルギーでは、共鳴電荷交換がビーム減衰をもたらす競合過程よりも強く優勢であるため、イオン密度の決定は特に簡明である。我々は2.5〜5keVの水素原子ビームを用いて、パルスプラズマ銃およびB-1ステラレータによって生成された陽子密度を測定した。後者の場合、4mmマイクロ波干渉計を用いて較正の検証を行った。このシステムの時間応答は約1MHzであり、密度変化が10¹³/cm³以上の場合に適している。この方法は、マイクロ波測定が困難な10¹⁴/cm³程度のイオン密度に特に適している。