Scheme of in-situ sensitivity calibration for divertor impurity monitor in ITER

ITERダイバータ不純物モニターのその場感度較正方法の検討

杉江 達夫; Costley, A. E.*; 小川 宏明; 河西 敏; Walker, C.*

Sugie, Tatsuo; Costley, A. E.*; Ogawa, Hiroaki; Kasai, Satoshi; Walker, C.*

本モニターは、波長200nmから1000nmの範囲の分光計測により、ダイバータ部での不純物粒子の同定と、粒子流入束の測定を行うことを主な目的としている。プラズマからの光を分光器に導くために、プラズマに近接して計測用第1ミラーを設置するが、放射線,粒子、及びダストに晒されるため、反射率等の性能劣化が生じる。性能劣化を減少させるための設計が施されているが、完全に性能劣化を防ぐことは不可能である。精度良い測定を行うためには、ミラーを含めた測定光学系の性能劣化を常時定量的に把握しておく必要がある。そのためには、測定光学系が設置されている強い放射環境下において、遠隔操作により本モニターの測定系のその場感度較正を行う技術の開発が必要不可欠である。今回、大きさ200ミクロンのレトロリフレクター(逆進鏡)を多数並べたマイクロ・レトロレフレクター・アレイを、較正時に計測用第1ミラーの前面に移動させ、外部から測定用光学系を通して標準光源の光を本アレイに照射し、戻って来た光を測定して測定系の感度較正を行うシステムを設計した。これにより、第1ミラーに凹面/凸面鏡を使った非対称光学系においても入射光が元の位置に正確に戻って来るようになった。また、得られる信号強度(S/N比)も十分に大きく、本システムにより高い放射線環境における遠隔操作による感度較正が可能となる。ポスターでは、感度較正システムの詳細を示し、今後解決しなければならない問題について議論する。

The Divertor Impurity Monitor will use mirrors as the first optical element and these mirrors will potentially be subject to damage from impurity deposition and dust. Measures to reduce/eliminate the effects of these depositions are being developed. However, it will not be possible to prevent the degradation completely. Therefore, in-situ and remote calibration methods, which will have to be installed in the strong radiation field, are required. So far an in-situ calibration system using a retro-reflector, which is installed in front of the first mirror, has been designed. However, a small amount of the incident light goes back to the detector due to the asymmetric optics. To solve this problem, a method using a micro retro-reflector array instead of the retro-reflector is studied here. A standard light is set behind the bio-shield or in the diagnostic room and the light is applied to the micro retro-reflector array through the same optics which is used in the plasma measurement. The reflected light is measured with a detector to estimate the sensitivity change of the optics. The signal to noise ratio has been estimated under the assumption that the plasma facing first mirror is made of molybdenum and other mirrors are made of aluminum. In addition, we assume the use of a xenon lamp for the light source and a back-thinned type CCD for the detector. As a result, sufficient signal to noise ratio will be obtained by this calibration system in the wavelength range of 200 - 1000 nm.