An Analytic formula for the relativistic incoherent Thomson backscattering spectrum for a drifting bi-Maxwellian plasma

ドリフトを持つ非等方マックスウェル分布プラズマに対する相対論的非協同トムソン後方散乱スペクトルの解析式

内藤 磨

Naito, Osamu

散乱ベクトルがドリフト方向と平行な場合の、ドリフトを持つ非等方プラズマに対する相対論的非協同トムソン後方散乱スペクトルの解析式を導出した。散乱スペクトルの形状は散乱ベクトルに垂直方向の電子温度にはあまり依存しないが、その振幅は変化する。このため、測定された温度は散乱ベクトルに平行な電子の分布を正確に表すが、垂直方向の温度が平行方向の温度よりも高い場合には電子密度を過少評価する可能性がある。ドリフトの存在により短波長側の散乱スペクトルは非常に強調されるため、この計測を核融合プラズマの局所的電子電流密度の計測に使える可能性がある。

An analytic formula has been derived for the relativistic incoherent Thomson backscattering spectrum for a drifting anisotropic plasma when the scattering vector is parallel to the drifting direction. The shape of the scattering spectrum is insensitive to the electron temperature perpendicular to the scattering vector, but its amplitude may be modulated. As a result, while the measured temperature correctly represents the electron distribution parallel to the scattering vector, the electron density may be underestimated when the perpendicular temperature is higher than the parallel temperature. Since the scattering spectrum in shorter wavelengths is greatly enhanced by the existence of drift, the diagnostics might be used to measure local electron current density in fusion plasmas.