Doppler shift spectroscopy (DSS) diagnostics, performed on several neutral beam injectors based on positive ion sources, shows the appearance of a shifted peak corresponding to a hydrogen bearing impurity species (mostly due to water vapour: H2O). However, for DSS experiments based on negative ion sources, we are reporting the detection of this peak for the first time. This peak appears in the DSS spectrum when the observations are recorded with a high-speed turbo molecular pump (pressure during beam pulse ~1 × 10−4 mbar) and disappear when a high-speed cryo pump is used (pressure during beam pulse ~1 × 10−5 mbar). A detailed study on this peak using DSS and a residual gas analyser (RGA) was carried out in a ROBIN (RF operated beam source in India for negative ion research) test stand. In these investigations, it was established that the appearance of the peak is due to emissions from fast neutrals produced from the dissociation of fast hydrogen bearing impurity ions such as H2O−/OH−, extracted with energy E. For the present experiments, negative ions of H2O can be formed either by dissociative attachment of (H2O−)* leading to the formation of H−, O− and OH− fragments or via ion–molecule reactions between H−/O− with a H2O molecule. In this work, a study on these formation mechanisms is presented. There is some evidence that the amount of impurity present in the ion source affects the ratio of the main species. An estimation of relative impurity content in the ion source is done using the intensity ratio of a fast hydrogen peak and a hydrogen peak originating from the negative ion impurity. For these computations, the Balmer-alpha excitation cross-section at low energies (~1.5 keV) was reviewed, since the published data is available only for higher energy ranges, and suitable cross sections are used.
ドップラーシフト分光法（DSS）診断は、正イオン源に基づく複数の中性粒子ビーム入射装置で実施され、水素を含む不純物種（主に水蒸気：H2O）に対応するシフトしたピークの出現を示してい。しかし、負イオン源に基づくDSS実験では、このピークの検出は今回が初めで報告され。このピークは、高速ターボ分子ポンプを使用して観測が記録された場合（ビームパルス中の圧力～1×10⁻⁴ mbar）にDSSスペクトラルに現れ、高速クライオポンプを使用した場合（ビームパルス中の圧力～1×10⁻⁵ mbar）には消え。このピークに関する詳細な研究が、DSSと残留ガス分析器（RGA）を用いて、ROBIN（インドにおける負イオン研究用RF駆動ビーム源）試験スタンドで実施され。これらの調査により、ピークの出現は、エネルギーEで引き出されたH2O⁻/OH⁻などの高速の水素含有不純物イオンの解離から生成された高速中性子からの発光によるものであることが確立され。現在の実験では、H2Oの負イオンは、（H2O⁻）*の解離性付着によりH⁻、O⁻、OH⁻フラグメントの生成を介して、またはH⁻/O⁻とH2O分子との間のイオン–分子反応を介して形成され得。この研究では、これら形成メカニズムに関する検討が示され。イオン源中に存在する不純物の量が主成分種の比に影響を与えるといくつかの証拠がある。イオン源中の相対的不純物含有量の推定は、高速水素ピークと負イオン不純物に由来する水素ピークの強度比を用いて行われ。これら計算では、低エネルギー（約1.5 keV）でのバルマーアルファ励起断面積が、発表されたデータはより高エネルギー範囲でのみ利用可能であるため、見直され、適切な断面積が使用され。