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Atomic data for modelling fusion and astrophysical plasmas

H P Summers, N R Badnell, M G OMullane, A D Whiteford, R Bingham, B J Kellett, J Lang, K H Behringer, U Fantz, K-D Zastrow2002年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Trends and focii of interest in atomic modelling and data are identified in connection with recent observations and experiments in fusion and astrophysics. In the fusion domain, spectral observations are included of core, beam penetrated and divertor plasma. The helium beam experiments at JET and the studies with very heavy species at ASDEX and JET are noted. In the astrophysics domain, illustrations are given from the SOHO and CHANDRA spacecraft which span from the solar upper atmosphere, through soft x-rays from comets to supernovae remnants. It is shown that non-Maxwellian, dynamic and possibly optically thick regimes must be considered.The generalized collisional-radiative model properly describes the collisional regime of most astrophysical and laboratory fusion plasmas and yields self-consistent derived data for spectral emission, power balance and ionization state studies. The tuning of this method to routine analysis of the spectral observations is described. A forward look is taken as to how such atomic modelling, and the atomic data which underpin it, ought to evolve to deal with the extended conditions and novel environments of the illustrations. It is noted that atomic physics influences most aspects of fusion and astrophysical plasma behaviour but the effectiveness of analysis depends on the quality of the bi-directional pathway from fundamental data production through atomic/plasma model development to the confrontation with experiment. The principal atomic data capability at JET, and other fusion and astrophysical laboratories, is supplied via the Atomic Data and Analysis Structure (ADAS) Project. The close ties between the various experiments and ADAS have helped in this path of communication.

日本語訳

原子モデリングとデータにおけるトレンドと注目点を、核融合および天体物理学における最近の観測と実験に関連づけて特定する。核融合の分野では、コア、ビーム入射、ダイバータプラズマのスペクトル観測が含まれる。JETにおけるヘリウムビーム実験、およびASDEXとJETにおける非常に重い粒子種を用いた研究が注目される。天体物理学の分野では、SOHOおよびCHANDRA宇宙船からの例が示され、太陽上部大気から、軟X線を経て、彗星から超新星残骸に至るまでを網羅する。非マクスウェル分布的、動的、そして場合によっては光学的に厚い領域を考慮しなければならないことが示される。一般化衝突放射モデルは、ほとんどの天体物理学および実験室核融合プラズマの衝突領域を適切に記述し、スペクトル放射、電離平衡、パワーバランスに関する自己無撞着な導出データを提供する。この手法の日常的なスペクトル観測解析への適用が記述される。このような原子モデリング、およびそれを支える原子データが、拡張された条件や新規の環境に対処するためにどのように発展すべきかについて、将来を見据えた考察がなされる。原子物理学は核融合および天体物理学プラズマの挙動のほとんどの側面に影響を与えるが、解析の有効性は、基礎データの生成から原子・プラズマモデルの開発を経て実験との比較に至る双方向の経路の質に依存することが指摘される。JETおよびその他の核融合・天体物理学研究所における主要な原子データ機能は、ADAS(原子データ解析構造)プロジェクトを通じて提供される。様々な実験とADASの間の緊密な連携が、このコミュニケーション経路の確立に貢献してきた。

装置

asdex-upgrade中精度(概要文一致)jet中精度(概要文一致)
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