Irradiation test on Mo- and W-mirrors for ITER by low energy deuterium ions

ITER用MoミラーとWミラーに対する低エネルギー重水素イオン照射試験

杉江 達夫; 河西 敏; 谷口 正樹; 永津 雅章*; 西谷 健夫

Sugie, Tatsuo; Kasai, Satoshi; Taniguchi, Masaki; Nagatsu, Masaaki*; Nishitani, Takeo

ITERのダイバータ領域に生成されるプラズマの温度は数十eV程度であり比較的温度が低い。そのダイバータに近接して、計測用ミラーが設置される。低エネルギー粒子の衝突により、反射率などの性能がどの程度劣化するか調べる必要がある。ここでは、SLEIS(Super Low Energy Ion Source with High Ion Flux)装置を使いモリブデンとタングステンミラーに対してエネルギー67eVから80eVの重水素イオンで照射し、反射率等の変化を調べた。焼結法で生成した場合に生じる表面の小さな穴を電子ビームで表面を溶融することにより消滅させたミラーは、照射前はその反射率は焼結のみで生成したものよりも高かったが、照射量に対して反射率が急速に低下した。ブリスタリングによるものと考えられる。それに対して、焼結のみで作ったモリブデン及びタングステンミラーは照射量に対する反射率の低下は少なく、照射量が1.310mのところで10%程度の低下であった。講演では、これらのミラーのITERへの適用の可能性について述べる。また、ダイバータ板等のエロージョンの結果生ずる粒子がミラーへ付着する問題と、その防止対策についても議論する。

In ITER, the effect of lower energy particle bombardment is important for mirrors located near the divertor where the low temperature plasma is formed. The test pieces of molybdenum mirrors and a tungsten mirror were irradiated by high flux and low energy (67-80 eV) deuterium ions using SLEIS (Super Low Energy Ion Source with High Ion Flux) facility at the temperature of around 100 C. The molybdenum mirror manufactured by sintering and melting the thin layer of the surface by electron beam in order to eliminate holes on the surface has a higher reflectivity before irradiation than the mirrors without melting the surface, but the reflectivity decreases rapidly with the irradiation fluence due to the generation of blisters on the mirror surface. The reflectivity of molybdenum mirror manufactured by sintering only did not decrease so significantly (less than 10 % at the fluence of 1.3 10 m). The molybdenum and tungsten mirrors manufactured by sintering without melting the surface have a potential for plasma facing mirrors in ITER.