Fast ions in the MeV-range can be diagnosed by neutron emission spectroscopy (NES) and gamma-ray spectroscopy (GRS). In this work, we present orbit weight functions for one-step fusion reactions, using NES and GRS diagnostics on perpendicular and oblique lines-of-sight (LOS) at Joint European Torus (JET) as examples. The orbit weight functions allow us to express the sensitivities of the diagnostics in terms of fast-ion (FI) orbits and can be used to swiftly reproduce synthetic signals that have been computed by established codes. For diagnostically relevant neutron energies for the D(D, n)3He reaction, the orbit sensitivities of the NES diagnostics follow a predictable pattern. As the neutron energy of interest increases, the pattern shifts upwards in FI energy. For the GRS diagnostic and the T(p,γ)4He reaction, the orbit sensitivity is shown to be qualitatively different for red-shifted, blue-shifted and nominal gamma birth energies. Finally, we demonstrate how orbit weight functions can be used to decompose diagnostic signals into the contributions from different orbit types. For a TRANSP simulation of the JET discharge (a three-ion ICRF scenario) considered in this work, the NES signals for both the perpendicular and oblique LOS are shown to originate mostly from co-passing orbits. In addition, a significant fraction of the NES signal for the oblique LOS is shown to originate from stagnation orbits.
MeV領域の高速イオンは、中性子放出分光法（NES）およびガンマ線分光法（GRS）によって診断することができる。本研究では、JET（Joint European Torus）における垂直および斜め視線（LOS）を用いたNESおよびGRS診断を例として、一段階核融合反応に対する軌道重み関数を提示する。軌道重み関数により、診断の感度を高速イオン（FI）軌道の観点で表現することができ、既存のコードによって計算された合成信号を迅速に再現することが可能となる。D(D,n)3He反応に対する診断上重要な中性子エネルギーにおいて、NES診断の軌道感度は予測可能なパターンを示す。注目する中性子エネルギーが増加するにつれて、そのパターンは高速イオンエネルギーにおいて高エネルギー側へシフトする。GRS診断およびT(p,γ)4He反応については、軌道感度は、赤方偏移、青方偏移、および公称ガンマ線生成エネルギーに対して定性的に異なることが示される。最後に、軌道重み関数を用いて、診断信号を異なる軌道タイプの寄与に分解できることを実証する。本研究で検討したJET放電（3イオンICRFシナリオ）のTRANSPシミュレーションでは、垂直および斜めLOSの両方におけるNES信号は、主に共通過軌道からの寄与で構成されることが示される。さらに、斜めLOSにおけるNES信号のかなりの割合が、停留軌道からの寄与であることが示される。