De belangrijkste methode voor plasmaverhitting die in het fusie-experiment ITER gebruikt zal worden, is gebaseerd op het injecteren van een bundel van snelle neutrale deeltjes. In ITER zal hiervoor een negatieve ionenbundel worden gecreëerd, die vervolgens geneutraliseerd wordt. In dit proefschrift werd de fysica bestudeerd van dergelijke bundels, gebruik makend van tomografische reconstructies van de door zichtbare camera’s geobserveerde bundels in het SPIDER-experiment, het prototype op ware grootte van de negatieve ionenbron voor ITER. Met een speciaal ontwikkeld tomografisch algoritme en een model voor bundelemissie door interactie met het achtergrondgas, werd de homogeniteit en divergentie van de bundelstroom bepaald. Met de integratie van bijkomende diagnostieken zoals sondes, werd vervolgens de invloed van de belangrijkste bron- en versnellerparameters op de bundeleigenschappen gekarakteriseerd. Met name de uniformiteit van elektron- en ionendichtheid in de plasmabron bleek cruciaal voor gelijkmatige optische karakteristieken van elke deelbundel en om lokale oververhitting van het extractierooster te voorkomen. Dit is de eerste uitgebreide analyse van de gegevens bekomen in een experimentele campagne op het SPIDER-experiment. De hierbij verworven ervaring is van fundamenteel belang voor de toekomstige operatie bij volle performantie, waarbij de karakterisering van de afzonderlijke deelbundels een nog grotere uitdaging zal vormen.