Almost all optical diagnostic systems in ITER will require the implementation of mirror recovery and protection systems. Plasma cleaning is considered to be the most promising technique for the removal of metal deposits from optical surfaces. The engineering and physical aspects of RF discharge application for continuous or periodic plasma treatment are discussed with a focus on implementation under ITER conditions. The ion flux parameters obtained in capacitively coupled (CC) RF discharge were measured in the mock-up of a plasma cleaning system. The uniformity of sputtering in CC RF discharge with and without a magnetic field was studied experimentally for the cylindrical discharge reactor geometry and compared with numerical simulations. The sharp increase in the sputtering rate resulting from the non-uniform radial distribution of the ion flux was observed near the electrode edges. The longitudinal magnetic field improves sputtering uniformity. It was demonstrated that Al/Al2O3 deposits can be removed in the Ne and D2 plasma of CC RF discharge but long-term exposition results in the degradation of the polycrystalline molybdenum mirror surface. The efficiency of Al sputtering in the atmosphere containing O2 and N2 fractions was studied in the D2/O2 and D2/N2 plasma of glow discharge. The addition of 2% of oxygen or nitrogen increases the sputtering yield by 3–4 times as compared with that in a nominally pure D2 discharge. The impact of metal deposits on the performance of diagnostic mirrors is discussed. It was shown that an ultrathin metallic film with a thickness as low as a few nm may cause a significant degradation of diagnostic mirrors with a transparent coating.
ITERにおけるほぼすべての光学診断システムは、ミラーの回復および保護システムの実装を必要とする。プラズマ洗浄は、光学表面からの金属堆積物の除去に最も有望な技術であると考えられている。連続的または周期的なプラズマ処理のためのRF放電適用の工学的および物理的側面について、ITER条件下での実装に焦点を当てて議論する。容量結合型(CC)RF放電において得られたイオンフラックスパラメータは、プラズマ洗浄システムのモックアップで測定された。磁場の有無によるCC RF放電におけるスパッタリングの均一性は、円筒形放電反応器形状について実験的に研究され、数値シミュレーションと比較された。イオンフラックスの非一様な半径方向分布に起因するスパッタリング速度の急激な増加が、電極端部近傍で観察された。縦磁場はスパッタリングの均一性を改善する。Al/Al2O3堆積物はCC RF放電のNeおよびD2プラズマ中で除去できるが、長時間の曝露は多結晶モリブデンミラー表面の劣化をもたらすことが実証された。O2およびN2分率を含む雰囲気中でのAlスパッタリング効率は、グロー放電のD2/O2およびD2/N2プラズマ中で研究された。2%の酸素または窒素の添加は、名目上純粋なD2放電と比較してスパッタリング収率を3～4倍増加させる。金属堆積物が診断ミラーの性能に及ぼす影響について議論する。透明コーティングを有する診断ミラーは、わずか数nmの厚さの極薄金属膜によっても有意な劣化を引き起こされ得ることが示された。