DEMO burn control will require measurements of a range of plasma parameters, but the suite of feasible diagnostics for this purpose is limited. Here we assess the accuracy with which a collective Thomson scattering (CTS) diagnostic can provide key measurements for burn control in the planned European DEMO (EU-DEMO). This is based on estimated signal-to-noise ratios for a conceptual diagnostic design and trial fits to synthetic DEMO CTS spectra. We show that a diagnostic with a single probe- and receiver beam setup will be able to provide simultaneous measurements of core fusion alpha density and ion temperature to mean accuracies better than 5% and 10%, respectively, along with detecting intrinsic toroidal rotation velocities down to within km s−1. Adding a second CTS receiver view furthermore enables inference of the core fuel-ion ratio, allowing discrimination between, e.g. a 50%/50% and 55%/45% D/T mixture, while also providing useful information on the thermalized He content. A DEMO CTS diagnostic would thus be able to monitor fusion alpha densities as well as anomalous transport of fast alphas and heat from the plasma core, quantify plasma rotation for confinement enhancement, and track the core isotope mix for optimum fusion performance. This versatility makes such a diagnostic a potentially valuable tool for real-time burn control on DEMO.
DEMOの燃焼制御には、さまざまなプラズマパラメータの測定が必要となるが、この目的に利用可能な診断装置の群は限られている。ここでは、計画中の欧州DEMO（EU-DEMO）における燃焼制御のために、集団トムソン散乱（CTS）診断装置が主要な測定をどの程度の精度で提供できるかを評価する。これは、概念的な診断設計に対する推定信号対雑音比と、合成DEMO CTSスペクトルへの試行的フィッティングに基づく。単一のプローブビームおよび受信ビーム構成を備えた診断装置が、コア核融合アルファ粒子密度とイオン温度をそれぞれ平均で5%および10%より良い精度で同時測定でき、さらに固有のトロイダル回転速度を km s−1以内まで検出できることを示す。さらに、2つ目のCTS受信視野を追加することで、コア燃料イオン比の推定が可能になり、例えば50%/50%と55%/45%のD/T混合を判別できるようになるとともに、熱化ヘリウム含有量に関する有用な情報も得られる。したがって、DEMO CTS診断装置は、核融合アルファ粒子密度ならびに高速アルファ粒子およびプラズマコアからの熱の異常輸送を監視し、閉じ込め向上のためのプラズマ回転を定量化し、最適な核融合性能のためにコア同位体混合を追跡することができるであろう。この多用途性により、そのような診断装置はDEMOにおけるリアルタイム燃焼制御のための潜在的に価値あるツールとなる。