Published January 1999 | Version v1
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X-ray diagnostics of He-like titanium with the bent crystal spectrometer on FTU

  • 1. ENEA, Centro Ricerche Frascati, Rome (Italy). Dipt. Energia

Description

X-ray spectra due to intrinsic Titanium are obtained on the FTU tokamak by using a space resolved bent crystal spectrometer. In a single discharge, spectra along five lines of sight with a maximum of 16 acquisitions at different times are recorded. Line identification is straightforward from previously published Ti spectra, and no wavelength disagreement (within the experimental errors) has been observed. To fit the spectra, three different methods are tested, each having as free parameters the background level, position (i.e. channel number of the peak) intensity and width of the resonance w line, and line intensity ratios of the satellites with respect to the resonance. Many information can be deduced from the results of the fit: ion and electron temperatures, He-like/Li-like ion charge ratio. Titanium density in the plasma core. Synthetic spectra built up with the values calculated by the fits are compared with the experimental data, and the temperature values are compared with the values from other diagnostics. The best agreement for ion and electron temperatures is obtained by simultaneous fitting of the resonance with 29 most prominent resolved and unresolved satellites; intensities of the dielectronic satellites have been calculated with the Boltzmann-Saha equation, while intensities of intercombination lines x and y and forbidden line z have been calculated with the Mewe's formula. For the dielectronic satellites as well as for intercombination lines, simulations are satisfactory, whereas for the forbidden line z the simulated lines are only 15-30% of the corresponding experimental values. A comparison of the resonance peak positions in different lines of sight allowed to exclude poloidal plasma rotation velocities > 2 104 m/s

Availability note (English)

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Abstract (Italian)

Gli spettri nei raggi X del titanio intrinseco nel tokomak FTU sono rivelati per mezzo di uno spettrometro a cristallo curvo con risoluzione spaziale. In ogni sparo vengono registrati spettri su 5 linee di vista, con un massimo di 16 acquisizioni a tempi differenti. L'identificazione delle righe e' immediata grazie agli spettri gia' pubblicati, e, entro gli errori sperimentali, non si osservano differenze nelle lunghezze d'onda. Per effettuare il fit degli spettri, vengono provati tre diversi metodi, ognuno dei quali ha come parametri liberi il livello del fondo, la posizione (cioe' il canale corrispondente al picco), l'intensita' e la larghezza della riga di risonanza w, e i rapporti fra le intensita' delle righe satelliti rispetto alla riga di risonanza. Dai risultati del fit si ottengono numerose informazioni: temperatura ionica ed elettronica, rapporto tra gli stati di ionizzazione He-like e Li-like, densita' del titanio al centro del plasma. Si paragonano quindi gli spettri sintetici ricostruiti a partire dai valori calcolati dal fit con i dati sperimentali, e i valori ottenuti per le temperature sono confrontati con quelli delle altre diagnostiche. L'accordo migliore sulle temperature ioniche e elettroniche si ottiene operando contemporaneamente il fit della riga di risonanza con le 29 righe satelliti piu' intense, sia risolte che non risolte; le intensita' delle righe dielettriche sono state calcolate a partire dall'equazione di Boltzmann-Saha, mentre le intensita' sia delle righe si intercombinazione x e y che della riga proibita z sono state ricavate con la formula di Mewe. Sia per le righe satelliti dielettroniche che per le due righe di intercombinazione, le simulazioni sono soddisfacenti, mentre per la riga proibita z i rapporti simulati di questa rispetto alla risonanza risultano solo il 15-30% dei corrispondenti valori sperimentali. Il confronto tra la posizione della riga di risonanza in differenti linee di vista ha permesso di escludere rotazioni poloidali del plasma con velocita' > 2 104 m/s

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Publishing Information

Imprint Pagination
16 p.
ISSN
1120-558X
Report number
ENEA-RT-ERG-FUS--97-20

INIS

Country of Publication
Italy
Country of Input or Organization
Italy
INIS RN
30021731
Subject category
S70: PLASMA PHYSICS AND FUSION TECHNOLOGY;
Descriptors DEI
FT TOKAMAK; PLASMA; SPECTROMETERS; TITANIUM; X-RAY SPECTROSCOPY
Descriptors DEC
CLOSED PLASMA DEVICES; ELEMENTS; MEASURING INSTRUMENTS; METALS; SPECTROSCOPY; THERMONUCLEAR DEVICES; TOKAMAK DEVICES; TRANSITION ELEMENTS