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Impact of MARFE on interferometric electron density measurements in the EAST tokamak

Chen Cheng, Shouxin Wang, Haiqing Liu, Ling Zhang, Yinxian Jie, Hui Lian, Ting Lan, Wenmin Zhang, Rongjie Zhu, Gongshun Li2025年12月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Accurate electron density diagnostics are essential for plasma stability and control in tokamak operations. However, Multifaceted Asymmetric Radiation From the Edge (MARFE) can significantly distort interferometric measurements by introducing strong refractive effects and may cause signal loss, especially under high-density conditions. This study aims to evaluate how MARFE events interfere with electron density measurements, and to identify their spatial signatures and diagnostic consequences in the EAST tokamak. To this end, we present a novel combination of a vertical solid-state source interferometer, a horizontal far-infrared polarimeter-interferometer, and edge imaging with a high-speed charge-coupled device camera. Integrating this diagnostic suite with ray-tracing simulations enables spatially resolved reconstruction of MARFE-induced density profiles and assessment of signal distortion mechanisms. Results show that MARFE structures lead to significant signal distortion in edge channels, whereas central channels maintain better resilience. The estimated MARFE peak density exhibits clear correlation with impurity radiation intensity, supporting the interpretation that impurity-induced radiation cooling drives local density compression.

日本語訳

正確な電子密度診断は、トカマク運転におけるプラズマの安定性と制御に不可欠である。しかし、周辺非対称放射(MARFE)は、強い屈折効果を導入することによって干渉計測定を著しく歪め、特に高密度条件下では信号損失を引き起こす可能性がある。本研究は、MARFE事象が電子密度測定にどのように干渉するかを評価し、EASTトカマクにおけるそれらの空間的特徴と診断的影響を特定することを目的とする。この目的のため、我々は、垂直型固体光源干渉計、水平型遠赤外偏光計・干渉計、および高速電荷結合素子カメラによる周辺イメージングの新規な組み合わせを提示する。この診断スイートを光線追跡シミュレーションと統合することにより、MARFE誘起の密度分布の空間分解再構成と信号歪みメカニズムの評価が可能になる。結果は、MARFE構造が周辺チャンネルにおいて有意な信号歪みを引き起こす一方、中心チャンネルはより高い耐性を維持することを示している。推定されたMARFEピーク密度は不純物放射強度と明確な相関を示し、不純物誘起放射冷却が局所密度圧縮を駆動するという解釈を支持する。

装置

east高精度(タイトル一致)

wiki

EAST

AIによる論文要約

EASTトカマクにおけるMARFEが干渉計電子密度測定に与える影響
JAトカマクプラズマの診断技術や周辺プラズマ現象に興味がある核融合研究者や大学院生。特に、干渉計データの解釈やMARFEの影響を理解したい方。#MARFE #EAST #tokamak #plasmadiagnostics #interferometry
LLM向け: {"Title": "Impact of MARFE on interferometric electron density measurements in t…

本論文では、EASTトカマクにおいて、周辺プラズマにおける多面的非対称放射(MARFE)が干渉計による電子密度測定に与える影響を評価しました。MARFEは強い屈折効果を引き起こし、特に高密度条件下で信号損失を招く可能性があります。本研究では、垂直固体光源干渉計、水平遠赤外偏光干渉計、高速CCDカメラによる周辺イメージングを組み合わせ、レイトレーシングシミュレーションと統合することで、MARFEによる密度分布の空間再構成と信号歪みメカニズムの評価を行いました。結果として、MARFE構造は周辺チャンネルで大きな信号歪みを引き起こす一方、中心チャンネルは比較的影響を受けにくいことが分かりました。また、MARFEのピーク密度は不純物放射強度と明確な相関を示し、不純物誘起の放射冷却が局所的な密度圧縮を引き起こすことを示唆しています。

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