Although diagnostics are the essential tools of the experimental plasma physicist, there are surprisingly few up-to-date books in this field. Several excellent volumes appeared in the early days of fusion research but these, though containing much material that is still relevant, are now seriously out of date with respect to the substantial advances that have taken place in this field over the past decades. There is of course a vast amount of information in journal articles, conference papers and reviews, but these generally are aimed at the experienced specialist and consequently usually omit, or at most give a quick overview of, the basic principles. Moreover most research papers are concerned either with recent developments or with specific applications of existing techniques making it difficult for a newcomer to the field to find a good introduction to the basic principles. So when the first edition of Ian Hutchinson's book entitled Principles of Plasma Diagnostics appeared some 15 years ago it filled an important niche and quickly established a high reputation.This book deals with the fundamental physics of plasma diagnostics and develops an understanding of the methods from first principles. Instrumentation and experimental techniques are not discussed in great detail-as the author explains, to do so would have resulted in an unwieldy volume and moreover some of the technology is developing so rapidly that it would soon become outdated-but there is sufficient discussion of the applications to guide the reader towards more specialist literature. So this is not a book that will give a step-by-step account of how to build or operate a diagnostic-but it is the place to turn to in order to learn about the physics underlying the measurement method.After a brief introduction, the book deals comprehensively with the broad range of diagnostic methods, categorising them according to the physical process or property of the plasma that is used in the measurement. Successive chapters deal with magnetic measurements; plasma particle flux measurements-essentially probe techniques; refractive index methods, including interferometry, polarimetry and reflectometry; emission from free electrons-cyclotron emission, bremsstrahlung etc.; emission from bound electrons-the classic emission spectroscopy; scattering of electromagnetic radiation, incoherent and coherent Thomson scattering; neutral atom diagnostics; and finally a chapter on fast ions and fusion products. There are appendices dealing with various mathematical tools and some special issues, a glossary of symbols and a list of references. And as well as these specific references, the author gives suggestions for further reading and exercises for the student at the end of each chapter. With over 25 years experience in experimental plasma physics, Ian Hutchinson has made significant contributions to the development of the physics of many of the measurement methods that are described here, so this is book of considerable authority and insight. It is well written and will provide much interesting reading for the experienced physicist as well as the student.The material has been thoroughly revised and updated for this second edition, with new sections and chapters covering recent developments in the field. A small amount of outdated material has been removed, but some additional hundred pages compared to the first edition have extended the work quite considerably. Although the book is based quite firmly on diagnostics for magnetic confinement fusion plasmas, the author's own field of research, the basic principles of these methods are sufficiently general and they are so well explained here that this book will serve as a valuable asset also for physicists working in other areas of plasma research-in particular astrophysical and processing plasmas. The treatment is generally at graduate student level; knowledge of basic plasma physics is useful but not essential to work through the book. But this is much more than a book for the student-it is a valuable work of reference that merits a place on every diagnostician's desk.Peter Stott
診断法は実験プラズマ物理学者にとって不可欠なツールであるが、この分野に関する最新の書籍は驚くほど少ない。核融合研究の初期には優れた書籍が何冊か出版されたが、それらは今もなお関連性のある内容を多く含んでいるものの、この分野で過去数十年間に達成された大幅な進歩に関しては、現在では著しく時代遅れとなっている。もちろん、学術誌の論文、会議録、総説には膨大な情報が存在するが、これらは一般的に経験豊富な専門家を対象としており、その結果、基本原理は省略されるか、せいぜい簡単な概要が示されるに過ぎない。さらに、ほとんどの研究論文は、最近の進歩か、既存技術の特定の応用のいずれかに焦点を当てているため、この分野に新しく入る者が基本原理の良い入門書を見つけることは困難である。そのため、約15年前にイアン・ハッチンソンの著書『Principles of Plasma Diagnostics』の初版が出版されたとき、それは重要なニッチを埋め、すぐに高い評価を確立した。 本書はプラズマ診断の基礎物理学を扱い、第一原理から方法の理解を発展させる。装置と実験技術は詳細には論じられていない。著者が説明するように、それを行えば扱いにくい大部の書となったであろうし、さらに、技術の一部は急速に発展しているため、すぐに時代遅れになったであろう。しかし、より専門的な文献へ読者を導くための応用の十分な議論は含まれている。したがって、本書は診断装置の構築や運用の段階的な手順を提供するものではないが、測定方法の根底にある物理学を学ぶための適切な書である。 簡単な序論の後、本書は診断方法の広範な範囲を包括的に扱い、測定に利用されるプラズマの物理的プロセスまたは特性に従ってそれらを分類している。続く章では、磁気測定、プラズマ粒子フラックス測定（本質的にはプローブ技術）、屈折率法（干渉法、偏光法、反射法を含む）、自由電子からの放射（サイクロトロン放射、制動放射など）、束縛電子からの放射（古典的な発光分光法）、電磁放射の散乱（非干渉性および干渉性トムソン散乱）、中性原子診断法、そして最後に高速粒子と核融合生成物に関する章を扱っている。付録には、様々な数学的ツールと若干の特別な問題が含まれ、記号の用語集と参考文献リストも掲載されている。さらに、これらの具体的な参考文献に加えて、著者は各章の終わりにさらなる読書の提案と学生のための演習問題を提供している。 イアン・ハッチンソンは、実験プラズマ物理学における25年以上の経験を持ち、ここで説明されている測定方法の多くの物理学の発展に大きく貢献してきた。したがって、本書は相当な権威と洞察力を備えている。それはよく書かれており、経験豊富な物理学者にとっても学生にとっても、多くの興味深い読み物を提供するであろう。 この第2版のために、内容は徹底的に改訂され、更新された。この分野の最近の発展を扱う新しい節と章が追加され、少量の時代遅れの内容が削除された。初版と比較して約100ページの追加により、本書はかなり拡張された。著者の自身の研究分野である磁気閉じ込め核融合プラズマの診断にしっかりと基づいているが、これらの方法の基本原理は十分に一般的であり、ここで非常にうまく説明されているため、本書は特に天体物理プラズマやプロセスプラズマなど、他の分野のプラズマ研究に携わる物理学者にとっても貴重な資料となるであろう。 扱いは概ね大学院生レベルであり、基礎プラズマ物理学の知識は本書を読み通すのに有用であるが必須ではない。しかし、これは学生のためだけの書ではない。診断法に携わるすべての研究者の机の上に置かれる価値のある貴重な参考書である。 ピーター・ストット