The book Diagnostics for experimental thermonuclear reactors gathers together the papers presented at the Workshop on Diagnostics for ITER organized by the International School of Plasma Physics in Varenna, Italy, in August 1995. The authors had clearly done an enormous amount of work in preparation for the Workshop, and this book will serve as an excellent tutorial for anyone involved in diagnostic design for any future fusion device, let alone one with the complex design issues of ITER. This book has three very important strengths. The first is in the focus in meeting requirements for the measurements of plasma parameters set down by the ITER organization. These measurements appear formidable, but the standards of physics studies and code development on the current devices require such localization and accuracy. In the descriptions of the diagnostic equipment, there is little detail about the physics of the measurement of the specific techniques presented, but a great deal about the practical implementation of such techniques. For example, there is considerable discussion about microwave reflectometry for measurement of electron density profiles, a rapidly evolving technique but one which requires special consideration in the flattish profiles and high electron temperatures anticipated for ITER. Another case is spectroscopy where measurements in the core of such parameters as the density of the helium ash, left in the core of the plasma after the alpha-particles have given up their energy to the surrounding plasma, for which a seed beam is essential. There is extensive treatment of neutron spectroscopic techniques to benefit from the production of copious neutrons for new and better plasma measurement. The second strength is in its summation of the state of the art of diagnostics on the currently operating devices. It is seldom possible to find summarized so conveniently the experience of some of the most able diagnostic physicists in the world. While some of the measurements are explicitly described, elsewhere the quality of measurement is implicit and the publications making use of those measurements are referenced. There is significant information about the capability of magnetic diagnostics for providing plasma control capability. The section on diagnostics of the divertor plasmas brings together well the measurements needed for this very important region. It is a very rapidly growing area of measurement, and very important in the near term for qualifying computer code predictions of the behaviour of divertor plasmas. Spectroscopy and total radiation in the divertor are very well treated and it is clear that vacuum ultraviolet measurement will be an important tool. The third strength is in its comprehensiveness, covering the whole range of diagnostics from the most sophisticated newly developed techniques down to Langmuir probes and pressure gauges (though the reader will find that these last two become fairly sophisticated in an ITER-like environment). There is good coverage of the measurement of the confined alpha particles using collective scattering, not yet fully demonstrated on an operating tokamak, and also discussion of the use of laser-induced fluorescence in divertor measurements, particularly of the neutral species, which could be very important with a highly radiating divertor plasma. As in any such collection of papers the referencing and figures are not always of the highest quality, but nevertheless, the overall presentation is surprisingly good. The book will be extremely valuable for graduate students and for anyone looking for a perspective on the best possible ways to measure the plasmas in high temperature magnetic fusion devices, including stellarators as shown in two of the closing papers on the diagnostics for the W7-X and LHD stellarators, both now under construction.
本書は、実験用熱核融合炉の診断に関するもので、1995年8月にイタリアのヴァレンナで開催された国際プラズマ物理学校が主催したITER診断ワークショップで発表された論文をまとめたものである。著者らはワークショップの準備に明らかに膨大な労力を費やしており、本書は、ITERの複雑な設計課題は言うまでもなく、将来のあらゆる核融合装置の診断設計に携わる者にとって優れた教科書となるであろう。本書には3つの非常に重要な強みがある。第一に、ITER機構が定めたプラズマパラメータの測定要件を満たすことに焦点を当てている点である。これらの測定は困難を極めるように思われるが、現在の装置における物理研究とコード開発の水準には、そのような局所化と精度が要求される。診断装置の記述においては、提示された個々の技術の測定物理に関する詳細は少ないものの、そのような技術の実践的実装については多くが述べられている。例えば、電子密度分布測定のためのマイクロ波反射測定法についてはかなりの議論がなされているが、これは急速に発展している技術でありながら、ITERで予想される平坦な密度分布と高温電子という条件において特別な考慮を要するものである。もう一つの例として、コア部におけるヘリウム灰密度などのパラメータの分光測定が挙げられるが、ここではアルファ粒子が周囲のプラズマにエネルギーを渡した後にコア部に残るヘリウム灰の測定には、种子ビームが不可欠である。また、新たなプラズマ計測のための豊富な中性子生成を活用する中性子分光技術についても広範な扱いがある。第二の強みは、現在運転中の装置における診断技術の最新水準を総括している点である。世界で最も有能な診断物理学者の一部による経験をこれほど簡便にまとめたものは他に類を見ない。いくつかの測定法は明示的に記述されている一方、他の箇所では測定の質が暗黙のうちに示され、それを利用した出版物が参照されている。プラズマ制御能力を提供する磁気診断に関する重要な情報も含まれている。ダイバータプラズマの診断に関する章では、この極めて重要な領域に必要な測定法がうまくまとめられている。これは急速に発展している測定分野であり、ダイバータプラズマの挙動に関する計算機コード予測の検証において短期的に極めて重要である。ダイバータにおける分光と全放射測定は非常によく扱われており、真空紫外計測が重要なツールとなることは明らかである。第三の強みは、その包括性にある。最先端の新規診断技術からラングミュアプローブや圧力計に至るまで、あらゆる診断法を網羅している（ただし読者は、これらの後者の手法もITER類似環境ではかなり高度なものになることを理解されよう）。運転中のトカマクではまだ完全には実証されていない集団散乱を用いた閉じ込めアルファ粒子の測定についても良好な扱いがあり、また、高放射ダイバータプラズマにおいて特に重要となり得る中性粒子種のレーザー誘起蛍光法の利用についても議論されている。この種の論文集にありがちなこととして、参考文献や図の質は必ずしも最高水準ではないが、それにもかかわらず、全体的な構成は驚くほど良好である。本書は、高温磁場核融合装置におけるプラズマ計測の最善の方法について展望を求める大学院生や研究者にとって、極めて貴重な書となるであろう。その中には、現在建設中のW7-XおよびLHDステラレーターの診断に関する最後の方の2編の論文で示されているように、ステラレーターも含まれている。