<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Plasma Physics Reports</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Plasma Physics Reports</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Физика плазмы</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">0367-2921</issn><issn publication-format="electronic">3034-6371</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">The Russian Academy of Sciences</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">683721</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.31857/S0367292124090076</article-id><article-id pub-id-type="edn">DVCDKI</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>PLASMA DIAGNOSTICS</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>ДИАГНОСТИКА ПЛАЗМЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Method for Measuring the Plasma Temperature at the GOL-NB Facility</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Метод измерения электронной температуры плазмы в установке ГОЛ-NB</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Polosatkin</surname><given-names>S. V.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Полосаткин</surname><given-names>С. В.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>s.v.polosatkin@inp.nsk.su</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><xref ref-type="aff" rid="aff2"/><xref ref-type="aff" rid="aff3"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Pavlova</surname><given-names>G. S.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Павлова</surname><given-names>Г. С.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>G.Pavlova@iterrf.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff4"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Budker Institute of Nuclear Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en">Novosibirsk State Technical University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Новосибирский государственный технический университет</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff3"><aff><institution xml:lang="en">Novosibirsk State University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Новосибирский государственный университет</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff4"><aff><institution xml:lang="en">Private Institution Project Сenter ITER</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Частное учреждение «ИТЭР-Центр»</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2024-12-16" publication-format="electronic"><day>16</day><month>12</month><year>2024</year></pub-date><volume>50</volume><issue>9</issue><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>1116</fpage><lpage>1123</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2025-06-10"><day>10</day><month>06</month><year>2025</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2024, Russian Academy of Sciences</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2024, Российская академия наук</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Russian Academy of Sciences</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Российская академия наук</copyright-holder></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.eco-vector.com/0367-2921/article/view/683721">https://journals.eco-vector.com/0367-2921/article/view/683721</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>A new method is proposed for measuring the electron plasma temperature at the GOL-NB facility.The method is based on measuring the ratio between the intensities of the spectral lines emitted by the fastatoms injected into the plasma. The beams of fast hydrogen atoms used for heating the plasma at the GOLNBfacility contain not only atoms with a full energy (E) but also atoms with fractional energies (E/2, E/3,E/18) that appear as a result of the dissociation of the H<sub>2</sub><sup>+</sup>, H<sub>3</sub><sup>+</sup>, and H2O<sup>+</sup> molecular ions. The spectral linesof the beam components with these energies (and, in particular, the hydrogen Hα line) can be resolved dueto the Doppler shift caused by the difference between the atom speeds. For atoms with low energy, the excitationthat leads to the photon emission occurs only due to their collisions with thermal electrons, while foratoms with high energy, a sufficient deposition into their excitation is given by their collisions with the plasmaions. This is why the ratio between the intensities of the lines of different beam components depends on theplasma electron temperature, and thus, it can be used to measure this temperature. At the beam energy of24 keV, the proposed method can be used to measure the electron temperature in the range of up to 40 eV,which is of interest for the current experiments conducted at the GOL-NB facility. Note that measurementof the electron temperature higher than 20 eV requires that the ratio between the spectral line intensities bemeasured with an accuracy of the order of one percent, and that the attenuation of the neutral beam thatpasses through the plasma be measured with the same accuracy. The proposed method can be used at otherfusion facilities that use fast hydrogen atom injection to measure the temperature of the edge plasma.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Предложен новый метод измерения электронной температуры плазмы на установке GOL-NB. Метод основан на измерении соотношения интенсивностей спектральных линий, испускаемых быстрыми атомами, инжектируемыми в плазму. Пучки быстрых атомов водорода, используемые для нагрева плазмы на установке ГОЛ-NB, содержат, наряду с атомами с полной энергией, также атомы с дробными энергиями (<italic>E</italic>/2, <italic>E</italic>/3, <italic>E</italic>/18), возникающие при диссоциации молекулярных ионов H<sub>2</sub><sup>+</sup>, H<sub>3</sub><sup>+</sup>, H<sub>2</sub>O<sup>+</sup>. Спектральные линии этих энергетических компонент пучка (в частности, линия H<sub>α</sub> водорода) могут быть разрешены из-за доплеровского сдвига, вызванного различиями в скоростях атомов. Для атомов с низкой энергией возбуждение, приводящее к излучению фотона, происходит только из-за столкновений с тепловыми электронами, а для атомов с высокой энергией значительный вклад дают процессы столкновения с ионами плазмы. В связи с этим, отношение интенсивностей линий разных компонент пучка зависит от электронной температуры плазмы и может быть использовано для ее измерения. При энергии пучка 24 кэВ предложенный метод может быть использован для измерения электронной температуры в диапазоне до 40 эВ, что представляет интерес для текущих экспериментов на установке GOL-NB. При этом для измерения температуры в области выше 20 эВ необходимо измерять соотношение интенсивностей спектральных линий с процентной точностью, и с такой же точностью измерять величину ослабления нейтрального пучка, проходящего через плазму. Предложенный метод может быть использован на других термоядерных установках, использующих инжекцию быстрых атомов водорода, для измерения температуры периферийной плазмы.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>plasma spectroscopy</kwd><kwd>atomic beams</kwd><kwd>plasma diagnostic</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>cпектроскопия плазмы</kwd><kwd>атомарные пучки</kwd><kwd>диагностика плазмы</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Postupaev V.V., Batkin V.I., Burdakov A.V., Burmasov V.S., Ivanov I.A., Kuklin K.N., Lykova Yu.A., Melnikov N.A., Mekler K.I., Nikishin A.V. // Nuclear Fusion. 2022. V. 62. P. 086003. doi: 10.1088/1741-4326/ac69fa.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Batkin V.I., Bambutsa E.E., Burdakov A.V., Burmasov V.S., Gafarov M.R., Voskoboinikov R.V. // AIP Confer. Proceed. 2016. V. 1771. P. 030010. doi: 10.1063/1.4964166.</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Поступаев В.В., Юров Д.В. // Физика плазмы. 2016. Т. 42. С. 966. doi: 10.7868/S036729211611007X.</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Sidorov E.N., Batkin V.I., Burdakov A.V., Ivanov I.A., Kuklin K.N., Mekler K.I., Nikishin A.V., Postupaev V.V., Rovenskikh A.F. // J. Instrumentation. 2021. V. 16. P. T11006. doi: 10.1088/1748-0221/16/11/T11006.</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Uhlemann R., Hemsworth R.S., Wang G., Euringer H. // Rev. Sci. Instrum. 1993. V. 64. P. 974. doi: 10.1063/1.1144100.</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Ivanov A.A., Deichuli P.P., Kreter A., Maximov V.V., Schweer B., Shikhovtsev I.V., Stupishin N.V., Usoltsev D.V., Podminogin A.A., Uhlemann R. // Rev. Sci. Instrum. 2004. V. 75. P. 1822. doi: 10.1063/1.1699508.</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Geiger B., Stagner L., Heidbrink W.W., Dux R., Fischer R., Fujiwara Y., Garcia A.V., Jacobsen A.S., Vuuren A.J., Karpushov A.N., Liu D., Schneider P.A., Sfiligoi I., Poloskei P.Zs., Weiland M. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2020. V. 62. P. 105008. doi: 10.1088/1361-6587/aba8d7.</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Polosatkin S. // J. Instrumentation. 2013. V. 8. P. 05007. doi: 10.1088/1748-0221/8/05/P05007.</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Polosatkin S.V., Ivanov A.A., Listopad A.A., Shikhovtsev I.V. // Rev. Sci. Instrum. 2014. V. 85. P. 02A707. doi: 10.1063/1.4826339.</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Barnett C. Atomic Data for Fusion. Vol. 1: Collisions of H, H2, He, and Li atoms and ions with atoms and molecules. ORNL-6086/VI Report. 1990.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Beklemishev A.D., Bagryansky P.A., Chaschin M.S.,Soldatkina E.I. // Fusion Sci. Technology. 2010. V. 57. P. 351. doi: 10.13182/FST10-A9497.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
