Dust production and accumulation pose serious safety and operational implications for the next generation fusion devices. Mobile dust particles can result in core plasma contamination with impurities, and those with high velocities can significantly contribute to the wall erosion. Diagnostics for monitoring dust in tokamaks during plasma discharges are hence important as they can provide information on dust velocity and size, and—in some cases—on dust composition. Such measurements are also valuable as an input for theoretical models of dust dynamics in scrape-off layer plasmas. Existing in situ dust diagnostics, focusing on the range of dust parameters they can detect, are reviewed. Particular attention is paid to the diagnostics which allow us to detect tails of the dust velocity and size distributions, e.g. small and very fast particles. Some of the techniques discussed have been adopted from space-related research and have been shown to be feasible and useful for tokamak applications as well.
ダストの生成と蓄積は、次世代核融合装置にとって安全性と運転上の重大な影響を及ぼす。移動するダスト粒子は、コアプラズマの不純物による汚染をもたらす可能性があり、高速で移動する粒子は壁の侵食に大きく寄与する可能性がある。したがって、トカマクにおけるプラズマ放電中のダストを監視する診断は、ダストの速度とサイズ、そして場合によってはダストの組成に関する情報を提供できるため、重要である。このような測定はまた、スクレープオフ層プラズマにおけるダスト力学の理論モデルへの入力としても価値がある。既存のその場ダスト診断を、検出可能なダストパラメータの範囲に焦点を当ててレビューする。特に、ダストの速度分布とサイズ分布の裾野、例えば小さくて非常に高速な粒子を検出できる診断に注目する。議論される手法のいくつかは宇宙関連研究から採用されたものであり、トカマク応用にも実現可能かつ有用であることが示されている。