We discuss α-particle velocity-space diagnostic in ITER based on the planned collective Thomson scattering (CTS) and γ-ray spectrometry (GRS) systems as well as ASCOT simulations of the α-particle distribution function. GRS is sensitive to α-particles with energies MeV at all pitches p, and CTS for MeV and . The remaining velocity space is not observed. GRS and CTS view the plasma (almost) perpendicularly to the magnetic field. Hence we cannot determine the sign of the pitch of the α-particles and cannot distinguish co- and counter-going α-particles with the currently planned α-particle diagnostics. Therefore we can only infer the sign-insensitive 2D distribution function by velocity-space tomography for MeV. This is a serious limitation, since co- and counter-going α-particle populations are expected to have different birth rates and neoclassical transport as well as different anomalous transport due to interaction with modes such as Alfvén eigenmodes. We propose the installation of an oblique GRS system on ITER to allow us to diagnostically track such anisotropy effects and to infer the full, sign-sensitive for MeV. α-particles with MeV are diagnosed by CTS only, which does not allow velocity-space tomography on its own. Nevertheless, we show that measurements of the α-particle energy spectrum, which is an ITER measurement requirement, are now feasible for MeV using a velocity-space tomography formalism assuming isotropy in velocity space.
我々は、計画中の集団トムソン散乱（CTS）およびガンマ線分光（GRS）システムと、アルファ粒子分布関数のASCOTシミュレーションに基づいて、ITERにおけるα粒子の速度空間診断について議論する。GRSは、全ピッチpにおいてエネルギーがMeVのα粒子に感度を有し、CTSはMeVおよびの範囲に感度を有する。残りの速度空間は観測されない。GRSおよびCTSは、磁場に対して（ほぼ）垂直方向にプラズマを視野に入れる。したがって、我々はα粒子のピッチの符号を決定することができず、現在計画されているα粒子診断では、同方向（co-going）および逆方向（counter-going）のα粒子を区別することができない。その結果、我々は速度空間トモグラフィーにより、MeVの範囲における符号に依存しない2次元分布関数のみを推定することができる。これは重大な制限である。なぜなら、同方向および逆方向のα粒子集団は、異なる生成率と新古典輸送を持つと予想され、またアルヴェン固有モードなどのモードとの相互作用による異常輸送も異なると予想されるからである。我々は、ITERに斜め視野（oblique）GRSシステムを設置することを提案し、これによりこのような異方性効果を診断的に追跡し、MeVの範囲における完全な符号依存分布関数を推定することを可能にする。MeVのα粒子はCTSのみで診断され、CTS単独では速度空間トモグラフィーは可能ではない。それにもかかわらず、我々は、速度空間における等方性を仮定した速度空間トモグラフィー形式を用いることで、ITERの測定要件であるMeVのα粒子エネルギースペクトルの測定が現在可能であることを示す。