Spectroscopic measurement system for ITER divertor plasma; Divertor impurity monitor

ITERダイバータプラズマ計測用分光システム; ダイバータ不純物モニター

杉江 達夫; Costley, A. E.*; Malaquias, A.*; Medvedev, A.*; Walker, C.*

Sugie, Tatsuo; Costley, A. E.*; Malaquias, A.*; Medvedev, A.*; Walker, C.*

本システムは、ダイバータ部での不純物粒子の同定と、粒子流入束の二次元測定等を主な目的としており、プラズマ制御に欠かせない計測システムの一つである。200nmから1000nmの広い波長領域の光を分光計測する。このシステムは、目的の違う異なった三種類の分光器で構成される。(1)不純物の種類をモニターする分光器,(2)粒子束の空間分布を高速測定する分光器、それと(3)イオン温度及び粒子の運動エネルギーを測定する高分散分光器である。二次元測定はダイバータカセット内部にモリブデン製ミラーを設置し、互いに交差する視野と水平ポート及び上部ポートからの視野を使って実現させる。一方、計測用ミラー,観測窓等の計測機器要素が、現存の核融合実験装置に比べて2桁以上高い放射線(中性子,線等)や高エネルギー粒子にさらされ、反射率や透過率などの性能が劣化することが懸念されている。これらの計測機器要素に対する放射線及び粒子照射効果は、ITER工学R&Dの中で精力的に研究され、多くの基礎データが得られ、耐放射線性機器も開発された。本システムの設計は、それらの結果を十分に反映させて進められている。

The main functions of the Divertor Impurity Monitor are to measure the parameters of impurities and isotopes of hydrogen in the divertor plasmas by using spectroscopic techniques in the wavelength range of 200-1000 nm. This system will have three different types of spectrometers; a) Visible survey spectrometers for impurity species monitoring. b) Filter spectrometers for two-dimensional measurements of particle influxes. c) High dispersion spectrometers for measuring the ion temperature and the particle energy distribution. The divertor region will be observed from the divertor-, the equatorial- and the upper-port. Optical components, such as mirrors, windows etc, mounted close to the plasma will experience higher levels of radiation due to neutron, gamma ray and/or particle irradiations than in present devices. Therefore, the materials of the components have to be carefully selected and mitigating methods adopted where possible. In addition, in-situ and remote calibration methods for diagnostic systems, which will be installed in the strong radiation field, are absolutely essential.