First mirrors are the key element of all optical and laser diagnostics in ITER. Facing the plasma directly, the surface of the first mirrors could be sputtered by energetic particles or deposited with contaminants eroded from the first wall (tungsten and beryllium), which would result in the degradation of the reflectivity. The impurity deposits emphasize the necessity of the first mirror in situ cleaning for ITER. The mock-up first mirror system for ITER edge Thomson scattering diagnostics has been cleaned in EAST for the first time in a tokamak using radio frequency capacitively coupled plasma. The cleaning properties, namely the removal of contaminants and homogeneity of cleaning were investigated with molybdenum mirror insets (25 mm diameter) located at five positions over the mock-up plate (center to edge) on which 10 nm of aluminum oxide, used as beryllium proxy, were deposited. The cleaning efficiency was evaluated using energy dispersive x-ray spectroscopy, reflectivity measurements and x-ray photoelectron spectroscopy. Using argon or neon plasma without magnetic field in the laboratory and with a 1.7 T magnetic field in the EAST tokamak, the aluminum oxide films were homogeneously removed. The full recovery of the mirrors' reflectivity was attained after cleaning in EAST with the magnetic field, and the cleaning efficiency was about 40 times higher than that without the magnetic field. All these results are promising for the plasma cleaning baseline scenario of ITER.
ITERのすべての光学およびレーザー診断において、第一ミラーは主要な要素である。プラズマに直接面しているため、第一ミラーの表面は高エネルギー粒子によってスパッタリングされたり、第一壁(タングステンおよびベリリウム)から侵食された不純物が堆積したりする可能性があり、その結果反射率の低下を招く。不純物の堆積は、ITERにおける第一ミラーのその場洗浄の必要性を強調している。ITERエッジトムソン散乱診断用のモックアップ第一ミラーシステムは、トカマクにおいて初めて、高周波容量結合プラズマを用いてEASTで洗浄された。洗浄特性、すなわち不純物の除去と洗浄の均一性は、モックアッププレート上の5箇所(中心から端部)に配置されたモリブデンミラーインサート(直径25 mm)を用いて調査され、その上にベリリウム代替として10 nmのアルミナが堆積された。洗浄効率は、エネルギー分散型X線分光法、反射率測定、およびX線光電子分光法を用いて評価された。実験室では磁場なしのアルゴンまたはネオンプラズマを用い、EASTトカマクでは1.7 Tの磁場を用いて、アルミナ膜は均一に除去された。EASTでの磁場を用いた洗浄後、ミラーの反射率は完全に回復し、洗浄効率は磁場なしの場合よりも約40倍高かった。これらの結果はすべて、ITERのプラズマ洗浄ベースラインシナリオにとって有望である。