In this paper, we propose a collective Thomson scattering (CTS) diagnostic for fast ion measurements for the GDT (gas-dynamic trap) facility at the Budker Institute. The diagnostic utilizes the 54.5 GHz gyrotron usually used for electron cyclotron resonance heating as a source of probe radiation and is aimed at reconstruction of distributions over transverse and longitudinal velocities of NBI-driven ions in the plasma core. Here we present a feasibility study of this concept showing a possibility to receive a strong CTS signal of several hundred eVs for a wide range of GDT parameters. The main limitations come from the refraction of the probe and scattered radiation propagating in inhomogeneous plasma: to provide well-resolved CTS measurements the on-axis plasma density should be kept less than 1.5 · 1013 cm−3 while usual GDT discharges correspond to the density of (0.9 − 1.3)· 1013 cm−3.
本論文では、バドカー研究所のGDT（ガス動的トラップ）施設における高速イオン計測のための、集団トムソン散乱（CTS）診断法を提案する。本診断法は、通常は電子サイクロトロン共鳴加熱に使用される54.5 GHzジャイロトロンをプローブ放射源として利用し、プラズマ中心部におけるNBI駆動イオンの垂直方向および平行方向の速度分布の再構成を目的とする。ここでは、この概念の実現可能性研究を示し、広範囲のGDTパラメータに対して、数百eVの強いCTS信号を受信できる可能性を実証する。主な制約は、不均一プラズマ中を伝播するプローブ放射および散乱放射の屈折に起因するものであり、高分解能のCTS計測を実現するには、プラズマ中心部の密度を1.5・10¹³ cm⁻³未満に保つ必要がある一方、通常のGDT放電は（0.9−1.3）・10¹³ cm⁻³の密度に対応する。