Spectroscopic measurement system for ITER divertor plasma; Impurity influx monitor (divertor)

ITERダイバータプラズマ診断用分光計測システム; ダイバータ不純物モニター

杉江 達夫; 小川 宏明; 河西 敏*; 草間 義紀

Sugie, Tatsuo; Ogawa, Hiroaki; Kasai, Satoshi*; Kusama, Yoshinori

ダイバータ不純物モニターは、200nmから1000nmの波長領域の分光計測により、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おり、現在、その詳細設計を進めている。プラズマに近接して設置されるプラズマ対向ミラーは、高エネルギー粒子によるスパッタリング,不純物粒子の堆積などにより、その反射率が低下することが予想されている。本モニターでは、プラズマ対向ミラーの材料として放射線照射及び粒子のスパッタリングに強いモリブデンを選択した。また、ミラー表面を照射する粒子の数を減少させる目的で、小口径の開口部からプラズマを観測する光学系を用いるか、ミラーの前面にバッフル板を設置する設計としている。しかし、ミラーの反射率低下を完全に防止することはできない。そのため、測定系全体の感度変化を運転期間中に遠隔操作で定量的に測定する必要がある。運転期間中に感度較正用光源をダイバータ部に設置することは極めて困難であるため、較正用の光を外部から入射し、測定用光学系前面に設置したマイクロ・レトロレフレクター(逆進鏡)アレイからの反射光を測定して感度の変化を測定する方法を開発している。

The detailed design of the Impurity Influx Monitor (divertor) has been carried out to provide the measurement capability in the harsh environment. The potential damaging effects for the first mirrors mounted close to the plasma are the formations of coatings of impurities and the deposition of the dust. Mitigating measures to minimize the degradation of their performance by these effects, such as changes in the reflectivity, are adopted: for example, the plasma is viewed through a small aperture, and baffle plates are inserted in front of the first mirrors. However, it will not be possible to prevent the degradation completely. It is important to know the change of the sensitivity of the optical systems. It is not feasible to install a light source in the vacuum chamber of ITER during operations and so an alternative method is needed. The in-situ calibration system using a micro retro-reflector array has been developed as a possible method.