The fast-ion distribution function in fusion plasmas can be inferred by inverting Doppler-shifted measurements from fast-ion diagnostics. The full fast-ion distribution function can be parametrised by three constants of motion with the addition of a binary index. However, with a limited number of measurements, cogent prior information must be added to regularise the inverse problem, enabling the reconstruction of the distribution function. In this paper, we demonstrate how to incorporate wave–particle interactions in the ion cyclotron range of frequencies (ICRFs) as prior information with the future ITER tokamak as a test case. We find that the addition of ICRF physics as prior information improves the reconstruction of a test ICRF-heated fast-ion distribution function in ITER using synthetic data based on the planned collective Thomson scattering sightlines and the planned gamma-ray spectroscopy sightlines. The addition of such prior information is beneficial in the case of a limited phase-space coverage of fast-ion diagnostics.
核融合プラズマ中の高速イオン分布関数は、高速イオン診断からのドップラーシフト測定を反転することによって推定することができる。完全な高速イオン分布関数は、二値指標を加えることで、三つの運動定数によってパラメータ化することができる。しかしながら、限られた数の測定では、逆問題を正則化し、分布関数の再構築を可能にする説得力のある事前情報を追加しなければならない。本論文では、将来のITERトカマクをテストケースとして、イオンサイクロトロン周波数領域（ICRFs）における波動-粒子相互作用を事前情報として組み込む方法を実証する。我々は、計画されている集団トムソン散乱の視線と計画されているガンマ線分光の視線に基づく合成データを用いて、事前情報としてICRF物理を追加することが、ITERにおける試験的なICRF加熱高速イオン分布関数の再構築を改善することを見出した。このような事前情報の追加は、高速イオン診断の位相空間の被覆が限られている場合に有益である。