Toroidal interferometer/polarimeter density measurement system for long pulse operation on ITER

ITERの長パルス運転のためのトロイダル干渉計/偏光計密度測定システム

近藤 貴; 河野 康則; Costley, A. E.*; Malaquias, A.*; 杉江 達夫; Walker, C.*

Kondoh, Takashi; Kawano, Yasunori; Costley, A. E.*; Malaquias, A.*; Sugie, Tatsuo; Walker, C.*

ITERの電子密度測定に用いられる、炭酸ガスレーザー干渉計/偏光計システムの設計の現状について報告する。干渉計/偏光計システムは長時間のプラズマ放電の密度の実時間制御の参照信号に用いられるので、高い信頼性が要求される。従来の設計では、レーザーの光源として炭酸レーザー(波長10.6m)と一酸化炭素ガスレーザー(波長5.3m)の組合せを用いていた。しかし、波長の短い一酸化炭素ガスレーザーは、真空容器内に設置する逆反射鏡の反射率の低下が懸念される。反射率低下を抑えて信頼性を向上させるため、JT-60Uで開発した2波長炭酸ガスレーザー(波長9.3m,10.6m) を用いた干渉計/偏光計のITERへの導入を検討した。2波長炭酸ガスレーザーは、反射率の低下の観点からは有利であるが、波長が近接しているために従来設計の干渉計/偏光計より密度分解能が劣る。そこで、ITERでは同位体炭酸ガスを用いた2波長炭酸ガスレーザー(波長9.0m,12.1m)を使用することを提案した。この同位体レーザーの使用により、JT-60Uの干渉計/偏光計より密度分解能が約2倍向上することを示した。また、逆反射鏡の真空容器内部への設置方法、並びにレーザー光路の実時間制御の技術的課題について解決策を示し、本計測システムの信頼性を向上させた。

In order to measure line average electron density for long pulse operation on ITER, a CO laser interferometer/polarimeter system has being selected. High reliability is necessary because the measurements will be used as a reference signal for real time control of the density during long plasma pulses. The design of the interferometer/polarimeter is improved from the previous design because of an input from experiences gained on JT-60U. A dual CO laser interferometer/polarimeter was chosen in order to improve reliability. The proof-of-principle test of the dual CO laser interferometer/polarimeter has been demonstrated and the system is operating routinely on JT-60U. Five tangential sight lines are designed near the midplane of ITER. The laser beams will be transmitted to the plasma through shielding labyrinths in an equatorial port and reflected by retroreflectors. Position of the laser beams will be remotely controlled by steering mirrors outside the port plug because the vacuum vessel of ITER will move due to change in temperature during long plasma pulses.