The new book, Diagnostics for Experimental Thermonuclear Fusion Reactors 2, is a collection of papers presented at a second Workshop on the Diagnostics for ITER organized by the International School of Plasma Physics in Varenna, Italy in September 1997. With a gap of two years since the previous workshop there had been time for considerable refining and rethinking of the earlier ideas while some designs simply evolved and became more credible. One daunting aspect of this book is that it shows that the authors have often become more aware of the challenges that the ITER device present to diagnostic implementation while the demands of ITER plasma control needs and physics understanding have also become clearer. The book is in no way dated by its relationship to the full-sized ITER; the thought that has gone into these designs relates as well to a smaller device. The issues of integration of diagnostics onto smaller ports with possibly less shielding will have to be addressed but no significant problem is foreseen. Nor are any new plasma measurements likely to be required, but the dependence on advanced tokamak modes of performance may place tighter specifications on the measurement requirements for control, particularly on the spatial resolution of profile parameters such as the density, temperature and safety factor. The quality of the printed papers makes for very good reading, even though many of them concentrate on detailed design aspects of the interface of a diagnostic system with the structural material of the tokamak. Often the concerns are about maintenance of alignment, vacuum and window interfaces and, very much for the optical diagnostics, performance and lifetime of mirrors placed close behind the first wall. There is a wide variation between the progression in design of the diagnostics, but this is easily explained by the very different amounts of time that were spent on design of different systems. The organizers had been looking for a broad coverage of the systems required to enable an assessment of the overall status of this aspect of the ITER program, and this book provides that perspective. The initial set of papers about the device itself, the requirements on quality of measurement of a very large number of parameters and the overview of the ITER Diagnostic System as it stood in September 1997 provide a very interesting insight into the integration of plasma measurements into the whole framework of a large ignition device. An unusual aspect is the presentation of judgements made about the likely capability of some measurements being able to meet the requirements laid down and so leading to the need for further development in those areas. Design requirements for a divertor where the heat loads can be extreme are presented clearly and so is the issue of how to use many individual diagnostic instruments in the overall control of the plasma, a necessity for obtaining long, near-steady-state ignited plasmas. The design of the LIDAR Thomson scattering for measurement of the electron temperature and density profiles is the most advanced. Many design challenges have been overcome, and this design will be an important resource for designers of other optical systems with some similar problems. A unique issue for ITER diagnostic components close to the plasma is the impact, both prompt and lasting damage, caused by the high irradiation environment and the work to look at some aspects of this are reported here. Changes in conductivity for insulating ceramics and both absorption and luminescent effects in optical components such as fibreoptics must be taken into account in the selection of materials and their use in the design. Many of the design issues only become important in a reactor-prototype device such as ITER, but the solutions to many diagnostic engineering problems have relevance not only to the future reactor, but also to new diagnostic installations on today's devices. There is a caveat. This book is mostly devoted to the measurement requirements and the design detail necessary to achieve such goals. It is not for the student wanting to learn about the physical principles on which a diagnostic technique is based. There is very little about those principles but, in general, the referencing to relevant papers is quite good. Papers in the earlier volume often addressed the physics issues adequately.
新しい書籍『実験熱核融合炉のための計測診断 2』は、1997年9月にイタリアのヴァレンナで国際プラズマ物理スクールが主催した第2回ITER計測診断ワークショップで発表された論文を収録したものである。前回のワークショップから2年の間隔があり、その間に初期の構想はかなり洗練され、再考され、一部の設計は単純に進化してより信頼性の高いものとなった。本書の注目すべき点の一つは、著者らがITER装置が計測診断の実装に対して提起する課題をより深く認識するようになった一方で、ITERプラズマ制御の要求と物理的理解の必要性もより明確になったことを示していることである。本書は、全規模のITERとの関連において決して時代遅れではない。これらの設計に込められた思考は、より小規模な装置にも関連するものである。より小型のポートへの計測診断の統合という問題は、おそらく遮蔽が少なくなる中で対処される必要があるが、重大な問題は予見されていない。また、新しいプラズマ計測が要求される可能性は低いが、先進トカマク運転モードへの依存度が高まることにより、制御のための計測仕様、特に密度、温度、安全係数などのプロファイルパラメータの空間分解能に関して、より厳しい要件が課される可能性がある。収録された論文の質は非常に高く、読み応えがある。ただし、その多くはトカマクの構造材料と計測診断システムのインターフェースの詳細な設計面に集中している。しばしば関心事となるのは、アライメントの維持、真空および窓のインターフェース、そして光学計測診断においては特に、第一壁のすぐ背後に配置されるミラーの性能と寿命である。計測診断の設計の進展には大きなばらつきがあるが、これは異なるシステムの設計に費やされた時間の差によって容易に説明できる。組織者らは、ITER計画のこの側面における全体的な状況の評価を可能にするために、必要なシステムを広くカバーすることを目指しており、本書はその視点を提供している。装置自体に関する初期の一連の論文、非常に多くのパラメータの計測品質に関する要求、そして1997年9月時点でのITER計測診断システムの概要は、大規模な点火装置全体の枠組みへのプラズマ計測の統合について非常に興味深い洞察を与えている。特筆すべき点は、いくつかの計測が提示された要求を満たす可能性についての判断が示され、それによってそれらの分野でのさらなる開発の必要性が導かれていることである。熱負荷が極端になり得るダイバータの設計要求は明確に提示されており、また、長時間の準定常点火プラズマを得るために必要な、プラズマ全体の制御における個々の計測機器の使用方法の問題も明確に示されている。電子温度および密度プロファイル計測のためのLIDARトムソン散乱の設計は最も進んでおり、多くの設計上の課題が克服されている。この設計は、類似の問題を抱える他の光学システムの設計者にとって重要な参考資料となるであろう。ITERの計測診断コンポーネントに特有の問題として、プラズマに近接した環境における高い放射線照射の影響、すなわち即時および長期的な損傷があり、そのいくつかの側面を検討した研究が本書に報告されている。絶縁セラミックスの導電率変化、および光ファイバーなどの光学コンポーネントにおける吸収と発光効果は、材料の選定と設計におけるその使用において考慮されなければならない。多くの設計上の問題はITERのような炉心プラズマ原型装置においてのみ重要となるが、多くの計測診断工学的問題の解決策は、将来の炉のみならず、今日の装置への新しい計測診断の設置にも関連性を持つ。ただし、注意すべき点として、本書は主に計測要求とその目標を達成するために必要な設計詳細に焦点を当てている。計測技術の基礎となる物理原理を学びたい学生には適していない。それらの原理についてはほとんど述べられていないが、一般的に関連論文への参照はかなり充実している。前回の巻の論文は、しばしば物理的問題を適切に扱っていた。