The use of the cold fluid (CF) model for describing scattering from thermal fluctuations was initially suggested by Sitenko (1967) and has since been widespread. This use of the CF model was shown to be inappropriate by Bindslev (ibid., vol. 35, p. 1615 (1993)) where the low-temperature kinetic (LTK) model was proposed instead. Sitenko in his present comment (ibid., vol. 37, p. 163 (1994)) appears to reject the findings of Bindslev but only deals with scattering from cold collective fluctuations, not thermal fluctuations. Here we confirm the findings by Bindslev that the CF model is inappropriate for describing the bilinear interaction of thermal waves and, in particular, scattering from thermal fluctuations. We note that although both the LTK and the CF models describe scattering in collisionless plasmas and both models involve only fields and zeroth- and first-order moments of distribution functions, they are nonetheless fundamentally different: within the limits of the collisionless plasma model, the LTK model makes no assumptions about the nature of the interacting waves and fluctuations. The CF model, on the other hand, has only been shown to be correct when the cold fluid relations apply to both interacting waves and thus is only guaranteed to correctly describe the interaction of cold collective electron oscillations in a collisionless plasma. We demonstrate that the use of the CF model in present microwave scattering experiments on fusion plasmas can lead to significant errors, and finally note that there is no computational advantage in using the CF model rather than the LTK model.
冷流体(CF)モデルを用いて熱揺らぎからの散乱を記述することは、当初Sitenko(1967)によって提案され、その後広く用いられてきた。このCFモデルの使用は、Bindslev(同上、第35巻、p.1615(1993))によって不適切であることが示され、代わりに低温運動論(LTK)モデルが提案された。Sitenkoは彼の現在のコメント(同上、第37巻、p.163(1994))においてBindslevの所見を否定しているように見えるが、扱っているのは冷たい集団揺らぎからの散乱のみであり、熱揺らぎではない。ここでは、CFモデルが熱波の双線形相互作用、特に熱揺らぎからの散乱を記述するのに不適切であるというBindslevの所見を確認する。我々は、LTKモデルとCFモデルの両方が無衝突プラズマにおける散乱を記述し、両モデルとも場と分布関数の0次および1次のモーメントのみを含むが、それにもかかわらず根本的に異なることに注意する。すなわち、無衝突プラズマモデルの範囲内では、LTKモデルは相互作用する波と揺らぎの性質について何ら仮定を置かない。一方、CFモデルは、冷流体関係が両方の相互作用する波に適用される場合にのみ正しいことが示されており、したがって無衝突プラズマにおける冷たい集団電子振動の相互作用を正しく記述することのみが保証されている。我々は、核融合プラズマにおける現在のマイクロ波散乱実験でのCFモデルの使用が重大な誤差を引き起こす可能性があることを実証し、最後に、LTKモデルではなくCFモデルを用いることの計算上の利点がないことに注意する。