In nuclear fusion research, diagnostics measure various plasma parameters serving for tokamak control or physics studies. Reflectometry is a non-perturbative diagnostic for plasma density estimation based on the radar principle: it emits microwaves (tens of gigahertz) that are reflected inside the plasma, depending on the probing frequency and on plasma density. The probing frequency is increasing linearly along time, allowing to probe further inside the plasma along the radial direction. The phase shift or time delay of the reflected signal compared to the emitted wave is computed along the probing frequency ramp, and used to reconstruct the radial profile of the electron density. Density profiles are currently reconstructed through post-discharge processing. Real-time measurement of the density profile could open up numerous opportunities for the detection of plasma phenomena and the control of plasma performance. Thanks to the development of an innovative fast acquisition card for the Thomson scattering diagnostic, a real-time reflectometry measurement is being implemented on the WEST tokamak in Cadarache. A new data processing have been developed to be faster and simpler, and hence more suitable for real-time measurements. It includes a new data extraction and a new algorithm of density profile reconstruction in X-mode. Single profile reconstruction in less than a millisecond has been achieved. The algorithm have been implemented in the reflectometer PC, and the first real-time measurements have been performed during fall 2024 experimental campaign. The reflectometer have been linked to the plasma control system (PCS), and the density profile measurements are written in real-time on the PCS since January 2025. Density control experiments were not performed yet, and are planned for early 2025 campaign.
核融合研究において、計測はトカマク制御や物理研究に資する様々なプラズマパラメータを測定する。反射計測は、レーダー原理に基づくプラズマ密度推定のための非摂動的診断法である。すなわち、反射計測は(数十ギガヘルツの)マイクロ波を放射し、そのマイクロ波は、プローブ周波数とプラズマ密度に依存してプラズマ内部で反射される。プローブ周波数は時間とともに線形的に増加し、径方向に沿ってプラズマのより深部をプローブすることを可能にする。放射波と比較した反射信号の位相シフトまたは時間遅延は、プローブ周波数ランプに沿って計算され、電子密度の動径分布の再構成に用いられる。密度分布は現在、放電後処理により再構成されている。密度分布のリアルタイム計測は、プラズマ現象の検出やプラズマ性能の制御に数多くの機会をもたらす可能性がある。トムソン散乱計測のための革新的な高速取得カードの開発により、カダラッシュのWESTトカマクにおいてリアルタイム反射計測の実装が進められている。より高速かつ単純で、したがってリアルタイム計測により適した新しいデータ処理が開発された。これには、新しいデータ抽出と、Xモードにおける密度分布再構成の新しいアルゴリズムが含まれる。1ミリ秒未満での単一分布再構成が達成された。そのアルゴリズムは反射計PCに実装され、2024年秋の実験キャンペーン中に最初のリアルタイム計測が実施された。反射計はプラズマ制御システム(PCS)に接続され、2025年1月以降、密度分布測定値がPCS上にリアルタイムで書き込まれている。密度制御実験はまだ実施されておらず、2025年初頭のキャンペーンで計画されている。