This manuscript presents a new method of interpreting the ion temperature (Ti) measurement with a retarding field analyzer (RFA) that accounts for the intermittent/turbulent nature of the scrape off layer (SOL) plasmas in tokamaks. Fast measurements and statistical methods are desirable for an adequate description of random fluctuations caused by such intermittent events as edge localized modes (ELMs) and blobs. We use a RFA that can sweep its current-voltage (I-V) characteristics with up to 10 kHz. The RFA uses an electronics compensation stage to subtract the capacitive pickup due to the finite connecting cable capacitance, which greatly improves the signal-to-noise ratio. In the 10 kHz case, a single I-V characteristic is obtained in time, which is an order of magnitude faster than the ELM cycle. The fast sweeping frequency allows us to reconstruct the Ti probability density function (PDF), which we use as the Ti representation. The boundary conditions that we place on the I-V characteristics when calculating the Ti values impact the resulting Ti PDF. If the boundaries are insensitive to the plasma fluctuations, then the most probable Ti value of the PDF (20 eV-25 eV) is similar to the Ti value obtained via the classical conditional averaging method (20 eV-27 eV). However, if the boundary conditions follow the fluctuations, then the PDF-based method gives a substantially higher most probable Ti value (35 eV-60 eV). Overall, we show that a fast sweeping RFA diagnostic should be used in intermittent SOL plasmas to reconstruct the PDF for accurate Ti measurements.

中文翻译：

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在强间歇 ASDEX 升级托卡马克等离子体中使用快速扫描延迟场分析仪 (RFA) 的离子温度测量技术

这份手稿提出了一种使用阻滞场分析仪 (RFA) 解释离子温度 (Ti) 测量值的新方法，该方法解释了托卡马克中刮除层 (SOL) 等离子体的间歇性/湍流性质。快速测量和统计方法对于充分描述由边缘局部模式 (ELM) 和斑点等间歇性事件引起的随机波动是可取的。我们使用的 RFA 可以以高达 10 kHz 的频率扫描其电流-电压 (IV) 特性。由于连接电缆电容有限，RFA 使用电子补偿级来减去电容式拾音器，从而大大提高了信噪比。在 10 kHz 的情况下，及时获得单个 IV 特性，这比 ELM 周期快一个数量级。快速扫描频率使我们能够重建 Ti 概率密度函数 (PDF)，我们将其用作 Ti 表示。我们在计算 Ti 值时放置在 IV 特性上的边界条件会影响生成的 Ti PDF。如果边界对等离子体波动不敏感，则 PDF 的最可能 Ti 值 (20 eV-25 eV) 类似于通过经典条件平均方法获得的 Ti 值 (20 eV-27 eV)。然而，如果边​​界条件遵循波动，那么基于 PDF 的方法会给出一个明显更高的最可能 Ti 值 (35 eV-60 eV)。总的来说，我们表明应该在间歇性 SOL 等离子体中使用快速扫描 RFA 诊断来重建 PDF 以进行准确的 Ti 测量。我们将其用作 Ti 表示。我们在计算 Ti 值时放置在 IV 特性上的边界条件会影响生成的 Ti PDF。如果边界对等离子体波动不敏感，则 PDF 的最可能 Ti 值 (20 eV-25 eV) 类似于通过经典条件平均方法获得的 Ti 值 (20 eV-27 eV)。然而，如果边​​界条件遵循波动，那么基于 PDF 的方法会给出一个明显更高的最可能 Ti 值 (35 eV-60 eV)。总的来说，我们表明应该在间歇性 SOL 等离子体中使用快速扫描 RFA 诊断来重建 PDF 以进行准确的 Ti 测量。我们将其用作 Ti 表示。我们在计算 Ti 值时放置在 IV 特性上的边界条件会影响生成的 Ti PDF。如果边界对等离子体波动不敏感，则 PDF 的最可能 Ti 值 (20 eV-25 eV) 类似于通过经典条件平均方法获得的 Ti 值 (20 eV-27 eV)。然而，如果边​​界条件遵循波动，那么基于 PDF 的方法会给出一个明显更高的最可能 Ti 值 (35 eV-60 eV)。总的来说，我们表明应该在间歇性 SOL 等离子体中使用快速扫描 RFA 诊断来重建 PDF 以进行准确的 Ti 测量。如果边界对等离子体波动不敏感，则 PDF 的最可能 Ti 值 (20 eV-25 eV) 类似于通过经典条件平均方法获得的 Ti 值 (20 eV-27 eV)。然而，如果边​​界条件遵循波动，那么基于 PDF 的方法会给出一个明显更高的最可能 Ti 值 (35 eV-60 eV)。总的来说，我们表明应该在间歇性 SOL 等离子体中使用快速扫描 RFA 诊断来重建 PDF 以进行准确的 Ti 测量。如果边界对等离子体波动不敏感，则 PDF 的最可能 Ti 值 (20 eV-25 eV) 类似于通过经典条件平均方法获得的 Ti 值 (20 eV-27 eV)。然而，如果边​​界条件遵循波动，那么基于 PDF 的方法会给出一个明显更高的最可能 Ti 值 (35 eV-60 eV)。总的来说，我们表明应该在间歇性 SOL 等离子体中使用快速扫描 RFA 诊断来重建 PDF 以进行准确的 Ti 测量。