集団トムソン散乱（Collective Thomson scattering、collective thomson）は、核融合・プラズマ物理学の計測。プラズマ中の電子密度ゆらぎによる電磁波のコヒーレント散乱を利用し、イオン温度や高速イオン・核融合α粒子の速度分布、燃料同位体比などを非接触で測定する。ジャイロトロンやレーザーを光源とし、散乱スペクトルの周波数シフトと形状から、閉じ込めプラズマ内部の情報を空間・時間分解で得る。この用語集が追う論文のうち、タイトルにこの主題が現れるものは66本ある。比重が最も大きかったのは1990–1994年で、その期間の論文の0.17%を占めた。直近の2025–2029年では0.12%。この用語集がこの主題を最初に拾うのは1985年以降で、それ以前の収録論文には現れない。
解説
集団トムソン散乱（collective Thomson scattering、CTS）とは、プラズマ中に入射した電磁波が空間的に相関のとれた電子密度ゆらぎ（つまり集団として振る舞うイオンの運動）によって散乱される現象を利用し、イオン温度、トロイダル回転、燃料比、高速イオン分布といったイオンに関する情報を非接触で得る核融合診断である。散乱スペクトルの幅からイオン温度を、中心周波数のシフトからプラズマ回転を読み取れるほか、核融合で生まれたアルファ粒子のような高速イオンの速度分布を直接測定できる点が、電子を主に見る通常のトムソン散乱と大きく異なる。図は、強磁場コンパクトトカマクSPARCで想定されたコア測定用の散乱幾何学を示したものである。入射プローブ光線（青）と受信光線（赤）の交差部が測定体積（黄色）となり、トロイダル断面図には磁軸が破線で示されている。
fig.5 Physics feasibility study of a collective Thomson scattering diagnostic for SPARC (2025) · CC BY 4.0
‘Optimum’ scattering geometries for core CTS measurements at 140 GHz in poloidal and toroidal cross sections of SPARC for the (a), (b) non-perpendicular and (c), (d) perpendicular geometries listed in table 2. For (a) and (c), the \rho_{\mathrm{p}} flux surfaces from figure 1(a) are shown in grey, along with the LCFS in dashed black. For (b) and (d), black lines represent the vessel wall at z = 0, and dashed grey line marks the magnetic axis. The intersection of probe rays (blue) and receiver rays (red) represents the SV shown in yellow.
推移
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研究の変遷
1985–19948本 · 0.15%
初期実証とイオン温度計測
この時代の論文は、集団トムソン散乱を高速磁気音波の観測やトカマクプラズマ中のイオン温度計測に応用している。装置としてはUNITORやTara axicellが登場し、ジャイロトロンを用いた散乱計測も試みられた。併行する話題としてはトムソン散乱一般やプラズマ診断、高エネルギーイオンがあった。
同時に語られた主題トムソン散乱、散乱計測、プラズマ診断、高エネルギーイオン、磁気音波
この時代の論文から
- Observation of the externally excited fast magnetosonic wave via collective Thomson scatteringPlasma Physics and Controlled Fusion 1985
- Precision of ion temperature measurements in a Tokamak plasma using collective Thomson scattering: a numerical studyPlasma Physics and Controlled Fusion 1990
- Local ion temperature measurements in the tokamak UNITOR by collective Thomson scattering
よく登場する装置
この数字の作り方
- 数え方 —
- 同じものが別の名前で書かれていてもまとめて数えている（Collective Thomson scattering、collective thomson など）。綴りが変わった時期に推移が動いて見える、ということは起きない
- 割合 —
- その時代の収録論文全体に占める比率。コーパスは1970年代より2010年代のほうが9倍大きいため、本数のままではほとんどの主題が右肩上がりに見えてしまう
- 記述 —
- その時代の論文・共起する主題・登場する装置だけを根拠にAIが書いている
- 冒頭の定義 —
- 用語そのものの説明だけは、論文31本の要旨を読ませたうえでAIの分野知識で書かせている。ここだけは収録論文に書かれていることの要約ではない
- 解説 —
- では、4本の論文（うち全文2本）と3枚の図版を読ませたうえでAIが書いている
- 範囲 —
- 収録は6誌に限られる。ここで減っていることは、分野がその取り組みをやめたことを意味しない
