The collective Thomson scattering (CTS) diagnostic proposed for ITER is designed to measure projected 1D fast-ion velocity distribution functions at several spatial locations simultaneously. The frequency shift of scattered radiation and the scattering geometry place fast ions that caused the collective scattering in well-defined regions in velocity space, here dubbed interrogation regions. Since the CTS instrument measures entire spectra of scattered radiation, many different interrogation regions are probed simultaneously. We here give analytic expressions for weight functions describing the interrogation regions, and we show typical interrogation regions of the proposed ITER CTS system. The backscattering system with receivers on the low-field side is sensitive to fast ions with pitch |p| = |v∥/v| < 0.5–0.9 depending on the ion energy and the frequency shift of the scattered radiation. A forward scattering system with receivers on the high-field side would be sensitive to co- and counter-passing fast ions in narrow interrogation regions with pitch |p| > 0.6–0.8. Additionally, we use weight functions to reconstruct 2D fast-ion distribution functions, given two projected 1D velocity distribution functions from simulated simultaneous measurements with the back- and forward scattering systems.
ITER用に提案された集団トムソン散乱（CTS）診断は、複数の空間位置において高速イオンの1次元速度分布を同時に測定するように設計されている。周波数シフトと散乱幾何学により、集団散乱を引き起こした高速イオンは速度空間内の明確に定義された領域、すなわちここで「探査領域」と呼ぶ領域に配置される。CTS装置は散乱放射の全スペクトルを測定するため、多数の異なる探査領域が同時に調べられる。本論文では、探査領域を記述する重み関数の解析的表現を与え、提案されたITER CTSシステムの典型的な探査領域を示す。低磁場側に受信器を有する後方散乱システムは、イオンエネルギーと散乱放射の周波数シフトに依存して、ピッチ |p| = |v∥/v| < 0.5–0.9 の高速イオンに感度を持つ。高磁場側に受信器を有する前方散乱システムは、ピッチ |p| > 0.6–0.8 の狭い探査領域内の共回転および反回転の高速イオンに感度を持つであろう。さらに、後方散乱システムと前方散乱システムによるシミュレーション同時測定から得られた2つの射影1次元速度分布を用いて、重み関数を適用して2次元高速イオン分布関数を再構成する。