Mirrors will be used as first plasma-viewing elements in optical and laser-based diagnostics in ITER. Deterioration of the mirror performance due to e.g. sputtering of the mirror surface by plasma particles or deposition of impurities will hamper the entire performance of the affected diagnostic and thus affect ITER operation. The Specialists Working Group on First Mirrors (FM SWG) in the Topical Group on Diagnostics of the International Tokamak Physics Activity (ITPA) plays an important role in finding solutions for diagnostic first mirrors.Sound progress in research and development of diagnostic mirrors in ITER was achieved since the last overview in 2009. Single crystal (SC) rhodium (Rh) mirrors became available. SC rhodium and molybdenum (Mo) mirrors survived in conditions corresponding to ~200 cleaning cycles with a negligible degradation of reflectivity. These results are important for a mirror cleaning system which is presently under development. The cleaning system is based on sputtering of contaminants by plasma. Repetitive cleaning was tested on several mirror materials. Experiments comprised contamination/cleaning cycles. The reflectivity SC Mo and Rh mirrors has changed insignificantly after 80 cycles. First in situ cleaning using radiofrequency (RF) plasma was conducted in EAST tokamak with a mock-up plate of ITER edge Thomson Scattering (ETS) with five inserted mirrors. Contaminants from the mirrors were removed. Physics of cleaning discharge was studied both experimentally and by modeling.Mirror contamination can also be mitigated by protecting diagnostic ducts. A deposition mitigation (DeMi) duct system was exposed in KSTAR. The real-time measurement of deposition in the diagnostic duct was pioneered during this experiment. Results evidenced the dominating effect of the wall conditioning and baking on contamination inside the duct. A baffled cassette with mirrors was exposed at the main wall of JET for 23,6 plasma hours. No significant degradation of reflectivity was measured on mirrors located in the ducts.Predictive modeling was further advanced. A model for the particle transport, deposition and erosion at the port-plug was used in selecting an optical layout of several ITER diagnostics. These achievements contributed to the focusing of the first mirror research thus accelerating the diagnostic development. Modeling requires more efforts. Remaining crucial issues will be in a focus of the future work of the FM SWG.
ミラーは、ITERにおける光学およびレーザー方式の診断装置において、最初のプラズマ視認要素として使用される予定である。プラズマ粒子によるミラー表面のスパッタリングや不純物の堆積などによるミラー性能の劣化は、影響を受ける診断装置全体の性能を損ない、ITERの運転に影響を及ぼすことになる。国際トカマク物理活動（ITPA）の診断装置トピカルグループにおける第一ミラー専門家作業部会（FM SWG）は、診断用第一ミラーの解決策を見出す上で重要な役割を果たしている。 2009年の前回の概説以降、ITERにおける診断用ミラーの研究開発では着実な進展が達成された。単結晶（SC）ロジウム（Rh）ミラーが利用可能となった。単結晶ロジウムおよびモリブデン（Mo）ミラーは、反射率の無視できるほどの劣化で、約200回の洗浄サイクルに相当する条件下で耐えることができた。これらの結果は、現在開発中のミラー洗浄システムにとって重要である。洗浄システムは、プラズマによる汚染物質のスパッタリングに基づいている。繰り返し洗浄は、いくつかのミラー材料で試験された。実験は、汚染/洗浄サイクルで構成された。単結晶MoおよびRhミラーの反射率は、80サイクル後にわずかに変化したのみであった。ITERエッジトムソン散乱（ETS）のモックアッププレートに5枚のミラーを挿入した状態で、EASTトカマクにおいて高周波（RF）プラズマを用いた最初のその場洗浄が実施された。ミラーからの汚染物質は除去された。洗浄放電の物理は、実験とモデリングの両方で研究された。 ミラー汚染は、診断ダクトを保護することによっても軽減できる。堆積軽減（DeMi）ダクトシステムがKSTARで曝露された。診断ダクト内の堆積のリアルタイム測定は、この実験中に先駆けて実施された。結果は、ダクト内の汚染に対する壁調整とベーキングの支配的な効果を実証した。ミラーを備えたバッフル付きカセットがJETの主壁で23.6プラズマ時間曝露された。ダクト内に配置されたミラーでは、反射率の有意な劣化は測定されなかった。 予測モデリングはさらに進展した。ポートプラグにおける粒子輸送、堆積、および侵食のモデルが、いくつかのITER診断装置の光学レイアウトの選定に使用された。これらの成果は、第一ミラー研究の焦点化に貢献し、診断装置の開発を加速させた。モデリングにはさらなる努力が必要である。残された重要な課題は、FM SWGの今後の作業の焦点となるであろう。