A new method of measuring the fast confined alpha particle distribution in a reacting plasma is proposed. The presence of alpha particles in a DT plasma will create high energy tails in the deuterium and tritium ion energy distributions. A 3.5 MeV alpha can transfer 3.4 MeV to a tritium ion in a single elastic scattering interaction. Calculations of the size of these knock-on tails in tokamaks such as TFTR, JET and ITER show that it may be possible to measure these tails and provide information on the fast confined alphas. The knock-on tail ions will produce DT neutrons with energies up to 20.6 MeV, so that DT neutron spectroscopy can be used to monitor the alpha population. Neutron spectroscopy looks especially attractive for ITER. A collimated array of threshold neutron activation detectors could be used to measure the confined alpha density profile. Tests of this diagnostic can also be done on TFTR and JET. Existing high energy neutral particle analysers may allow observation of the ion tails directly via passive and/or active charge exchange
反応性プラズマ中の高速閉じ込めアルファ粒子分布を測定する新しい方法が提案されている。DTプラズマ中にアルファ粒子が存在すると、重水素およびトリチウムイオンのエネルギー分布に高エネルギー尾部が生じる。3.5 MeVのアルファ粒子は、単一の弾性散乱過程においてトリチウムイオンに3.4 MeVを移行させることができる。TFTRやJETなどのトカマクにおけるこれらのノックオン尾部の大きさの計算により、これらの尾部を測定し、高速閉じ込めアルファ粒子に関する情報を得ることが可能であることが示されている。ノックオン尾部のイオンは、最大20.6 MeVのエネルギーを持つDT中性子を生成するため、DT中性子分光法を用いてアルファ粒子集団を監視することができる。中性子分光法はITERにとって特に魅力的である。コリメートされた閾値中性子放射化検出器のアレイを用いて、閉じ込められたアルファ粒子密度分布を測定することができる。この診断法の試験はTFTRおよびJETでも実施可能である。既存の高エネルギー中性粒子分析装置を用いれば、受動的および/または能動的電荷交換により、イオン尾部を直接観測できる可能性がある。