Auxiliary heating such as neutral beam injection (NBI) and ion cyclotron resonance heating (ICRH) will accelerate ions in ITER up to energies in the MeV range, i.e. energies which are also typical for alpha particles. Fast ions of any of these populations will elevate the collective Thomson scattering (CTS) signal for the proposed CTS diagnostic in ITER. It is of interest to determine the contributions of these fast ion populations to the CTS signal for large Doppler shifts of the scattered radiation since conclusions can mostly be drawn for the dominant contributor. In this study, distribution functions of fast ions generated by NBI and ICRH are calculated for a steady-state ITER burning plasma equilibrium with the ASCOT and PION codes, respectively. The parameters for the auxiliary heating systems correspond to the design currently foreseen for ITER. The geometry of the CTS system for ITER is chosen such that near perpendicular and near parallel velocity components are resolved. In the investigated ICRH scenario, waves at 50 MHz resonate with tritium at the second harmonic off-axis on the low field side. Effects of a minority heating scheme with 3He are also considered. CTS scattering functions for fast deuterons, fast tritons, fast 3He and the fusion born alphas are presented, revealing that fusion alphas dominate the measurable signal by an order of magnitude or more in the Doppler shift frequency ranges typical for fast ions. Hence the observable CTS signal can mostly be attributed to the alpha population in these frequency ranges. The exceptions are limited regions in space with some non-negligible signal due to beam ions or fast 3He which give rise to about 30% and 10–20% of the CTS signal, respectively. In turn, the dominance of the alpha contribution implies that the effects of other fast ion contributions will be difficult to observe by CTS.
中性粒子ビーム入射（NBI）やイオンサイクロトロン共鳴加熱（ICRH）などの補助加熱は、ITER内のイオンをMeV領域のエネルギーまで加速する。これはアルファ粒子に典型的なエネルギーでもある。これらの粒子集団のいずれの高速イオンも、提案されているITER用CTS（集団トムソン散乱）診断装置のCTS信号を増大させる。散乱放射の大きなドップラーシフトに対して、これらの高速イオン集団のCTS信号への寄与を決定することは重要である。なぜなら、結論は主に支配的な寄与因子について導かれるからである。本研究では、定常状態のITER燃焼プラズマ平衡に対して、NBIおよびICRHによって生成される高速イオンの分布関数を、それぞれASCOTおよびPIONコードを用いて計算する。補助加熱システムのパラメータは、現在想定されているITERの設計に対応する。ITER用CTSシステムの幾何学的配置は、垂直に近い速度成分と平行に近い速度成分の両方が分解されるように選択される。調査したICRHシナリオでは、50MHzの波が低磁場側のオフ軸で三重水素と第二高調波共鳴する。3Heを用いたマイノリティ加熱スキームの効果も考察する。高速重水素、高速三重水素、高速3He、および核融合生成アルファ粒子のCTS散乱関数が提示され、高速イオンに典型的なドップラーシフト周波数範囲において、核融合生成アルファ粒子が測定可能な信号を1桁以上支配することが明らかになる。したがって、これらの周波数範囲における観測可能なCTS信号は、主にアルファ粒子集団に帰属できる。例外は空間的に限定された領域であり、ビームイオンまたは高速3Heによる無視できない信号が存在し、それぞれCTS信号の約30%および10〜20%を占める。逆に、アルファ粒子の寄与が支配的であることは、他の高速イオン集団の寄与をCTSによって観測することが困難であることを示唆する。