Особенности нейтрализации быстрых протонов в углеводородном пеллетном облаке

Для измерения высокоэнергетичной части функции распределения ионов по энергии в горячей плазме с помощью PCX (Pellet Charge eXchange) диагностики необходимо знать зависимость от энергии $E$ доли быстрых ионов $F_0(E)$ нейтрализующихся при пересечении пеллетного облака. С использованием экспериментальных и расчетных данных об испарении полистироловых макрочастиц в гелиотроне LHD проведен расчет $F_0(E)$ для протонов в углеводородном облаке в диапазоне энергий 50–1000 кэВ и при питч-углах ${\geq}\,70^\circ$. При энергиях в диапазоне 50–200 кэВ необходимым становится учет ослабления потока нейтрализовавшихся протонов при многократных пересечениях облака. Потери энергии протонами вдоль траектории ограничивают снизу возможный диапазон PCX измерений $E>100\,$кэВ. Необходимость контроля ионизационного состава и структуры облака ограничивает локализацию области обзора детектора нейтральных атомов в пределах $\pm$ 30 мм от положения макрочастицы вдоль магнитного поля. Это обуславливает необходимость совмещения оси инжекции с осью наблюдения NPA (Neutral Particle Analyser) для оптимальной геометрии PCX измерений при использовании полистироловых макрочастиц.