Collective Thomson scattering (CTS) of electromagnetic radiation from thermal plasma fluctuations in principle allows the velocity distribution of plasma ions and its composition in the plasma to be measured. The use of powerful microwave radiation from gyrotrons opens new perspectives for the application of CTS, which is considered to be a promising candidate for alpha-particle diagnostics in reactor-size tokamaks with D/T operation. We have performed the first experiments at W7-AS with different scattering geometries to prove the applicability of gyrotrons for CTS. The experiments were performed with a 140 GHz gyrotron which is routinely used for ECRH, delivering a power of 0.45 MW. The receiver antenna and detection system for the registration of CTS spectra were especially designed for the scattering experiment. In backscattering experiments, which have inherently no spatial resolution, we have measured a transversely propagating, non-thermal lower-hybrid turbulence, which is driven by perpendicularly injected fast particles from a diagnostic neutral beam. The instability is excited by the beam ions under double-resonance conditions, where the LH frequency coincides with some harmonic of the beam ion gyrofrequency. For scattering geometries with the scattering wavevector not perpendicular to the magnetic field, thermal density fluctuations in the plasma were experimentally detected. The ion temperatures derived from these thermal spectra agree well with other diagnostics. A modified scattering geometry ( scattering) allows local measurements of the ion temperature and is considered a prototype for the design of a routine diagnostic for ion-temperature measurements.
熱プラズマのゆらぎからの電磁放射の集団トムソン散乱（CTS）は、原理的にはプラズマ中のイオン速度分布とその組成を測定することを可能にする。ジャイロトロンからの強力なマイクロ波放射の使用は、CTSの応用に新たな展望を開き、D/T運転を行う炉規模トカマクにおけるアルファ粒子診断の有力な候補と考えられている。我々は、CTSに対するジャイロトロンの適用可能性を実証するため、W7-ASにおいて異なる散乱幾何配置で最初の実験を行った。実験は、ECRHに日常的に使用され、0.45 MWの出力を供給する140 GHzジャイロトロンを用いて実施された。CTSスペクトルの記録のための受信アンテナと検出システムは、散乱実験用に特別に設計された。本質的に空間分解能を持たない後方散乱実験では、診断用中性粒子ビームから垂直方向に注入された高速粒子によって駆動される、横方向に伝播する非熱的な低混成乱流を測定した。この不安定性は、ビームイオンが二重共鳴条件の下で励起するものであり、そこでは低混成周波数がビームイオンのジャイロ周波数の何らかの高調波と一致する。散乱波数ベクトルが磁場に垂直でない散乱幾何配置では、プラズマ中の熱的密度ゆらぎが実験的に検出された。これらの熱的スペクトルから導出されたイオン温度は、他の診断法とよく一致する。修正された散乱幾何配置（散乱）により、イオン温度の局所測定が可能になり、イオン温度測定のための日常的診断法の設計における原型と考えられている。