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Abstract

Durch Injektion von Lithiumatomstrahlen in ein magnetisch eingeschlossenes Plasma können dessen Protonen bzw. darin enthaltene Verunreinigungsionen über die infolge inelastischer Ion-Lithiumatom-Stöße resultierende charakteristische Linienstrahlung nachgewiesen werden. Mit Wirkungsquerschnitten bzw. zugehörigen Reaktionsratenkoeffizienten für die maßgebenden atomaren Anregungsprozesse wurden Berechnungen der Lithiumstrahlabschwächung sowie der Abstrahlcharakteristiken für die LiI 670,8 nm - und Hα 656,3 nm - Emissionslinien längs der Plasmarandschicht durchgeführt. Die Ergebnisse demonstrieren die Durchführbarkeit geplanter plasmadiagnostischer Messungen von Dichte, Temperatur und Driftgeschwindigkeit für Protonen sowie Verunreinigungsionen.

Plasma Diagnostics by Means of Li Beam-Activated Charge Exchange Spectroscopy

Within a magnetically confined plasma, protons and/or impurity ions can be detected by injecting a beam of Li atoms and observing characteristic line emission from excited states formed due to inelastic ion-Li atom collisions (Li-activated charge exchange spectroscopy). Cross sections and rate coefficients of the fundamental atomic processes are presented and applied for simulation of Li beam attenuation and emission characteristics for LiI 670.8 nm as well as Hα 656.3 nm radiation across the plasma boundary region. The results demonstrate the feasibility of Li beam-activated charge exchange spectroscopy for protons and plasma impurities.