ITPA会合（2012年1月，Aachen）
Dust / Retention
芦川直子（核融合研）

2012.7.24 @ 筑波大学
ITPA資料の２次使用はご遠慮ください18. Dust Session

Main Topics : Dust monitoring<Today’s Talks>“Dust monitoring in Tore Supra” (C.Grisolia)

“Update on dust monitoring in DIII-D (T.Leonard)“Statistics on dust in KSTAR” (S.H.Hong)“Dust research in HT-7 and EAST” (J.S.Hu/G.N.Luo)“Evaluation of the dust monitor build in LHD/Qualification of F4E
capacitative dust monitor for the operation in ASDEX Upgrade/IAEA
Coordinated Researching Project on dust” (M.Balden)

Dust : Grisolia
Electrostatic DUST diagnostic in Tore Supra
ToroidalPumpLimiterGoal:
Dust measurements during Tore Supra operation

Vacuum vessel

3m

Pumping duct

A set of electrostatic detectors
Pumping system

Dust : GrisoliaFirst results from DUST diag in Tore Supra
82% of the dust particles detected during disruptions

Dust counts
3000
69%
2500
2000

481 shots analyzed ~10000s
27 disruptions
101 shots with dust detected
Total dust particles detected = 3896

1500

Plasma events:
1000

19%

500

13%

4%

8%

0Plasma current
ramp up

Plasma plateau

After plasmawithoutdisruption

After plasma withdisruption

Plasma current ramp up
Plasma current plateau
After plasma without disruption
After plasma with disruption
Plasma current ramp up following adisruption

Dust : BaldenDust : BaldenDust : Balden

SEM像を自動分析することで，多数のダストの表面分析（組成を含む）のデータ取得が可能（第14サイクル）
M.Balden（IPP Garching)自動分析により表面形状と組成を同時にデータ取得>>多数のダストを短時間に分析可能
Si基板を1サイクルLHD内へ設置（4.5セクション）*平坦なSi基板上へ堆積したダストを分析．
組成，特徴的な形状で分類

ステンレス（凝集） C,O,Fe,Ni（凝集）炭素（フレーク）

球状炭素（ダスト入射実験で使用：8mm）LHD 10th campaign

1510-2

Dust density/size interval(m nm-1)

LHDにおいても，微小サイズ（１μｍ以下）の鉄ダストが検出
12TEMSEM

主に炭素910

主に鉄610310010110100100010-2109106103100 組成は，一部のダスト粒子について分析し炭素と鉄（ステンレス）の典型的な形状を明らかにし，これを元に分類．主に1mm以下を炭素， 1mm以上を鉄とした．
4
 今回の分析では，全ダスト粒子に対して組成分析を実施．29%が鉄主成分，59%が炭素主成分（うち1割は球状粒子＠直径8mm）

size (nm)-1

Dust density/size interval(m nm )10

 白谷（九大）らは，SEM（30nm~)とTEM（1~30nm）を併用することで，nmオーダーまでのダスト・サイズ分布を明らかにしJunge分布に従うことを示した．

白谷 (10th)
Balden (Fe @14th)
Balden (C @14th)

 1mm以下の鉄ダストが新たに多数検出．

108mm球状粒子

1001000size (nm)104105 10~数100nmのダストは互いのクーロン力により成長し凝集形状を生成しやす
い．炭素，鉄ともに同形状のダストが検出．＞＞同様の成長過程であることを示唆測定データ>>実時間モニターを考えた場合，飛来するダスト粒径の推定は重要

Dustremoval: Hong
Ⅷ. Statistics on dust
Dust removal by TReD

1.2m

Electrodes(Tri-polargrids)
9mm*450mm

Dust collectorspot

Dustremoval: Hong
Ⅷ. Statistics on dustExperimental Setup•Powder : Al2O3, 5um•Operation pressure : 2.5 * 10-1 Torr, MFC 200 SCCM He•RF Power 34W : rf 7W
Green laser▪ About 10-15% of injected dusts from dispenser reach the collector.
▪ Dust removal rate is about ~10 mg per hour (unoptimized).

18. Dust Session
Main Topics : Dust monitoring

Requirement for dust monitoring data Total amount of deposited dust during plasma discharge, in-situ
measurement (per a shot, per a day, per a campaign ..) Compassion with different events

In-situ measurementElectrostatic dust detector in NSTX, ASDEX-U, Tore Supra, (LHD),@ plasma facing, under domeCapacitative dust monitor in ASDEX, @under domeLaser Scattering (* stray light by plasma disturbed）@plasma
facingIntegration of deposited dust


Dust monitor (Si target) in ASDEX, LHD, DIII-D (JET) (related 3.1)


IAEA coordinated Researching Project >>Dust Data base

Dust R&D
ITERでは炭素ダイバータが計画されており，炭素バルク・堆積層へのトリチウム（T)蓄積，およびそれに関連する炉内T保持量が問題となっていた＜ITPA SOL/Div：Dust R&D での課題は下記の5点＞
1. Characterization of dust production rates, recover conversion factor
from erosion/damage to dust production
Highpriority
TEXTOR, AUG, TS, JT-60U, DIII-D, LHD, MAST, NSTX,FTU, EAST, JET

R&D(~2012Jan)
IAEA CRP data base

2. Characterisation of ejection velocities, sizes of molten droplets and themorphology and size distributions of collected dust with high heatload
High
priority
TRINITI, QSPA, PISCES<<Organized by IO

3. Study the role of T removal techniques in dust creation :priority
U. Toronto, Pilot-PSI, NSTX….

<<Common issue

4. Cross-machine studies of dust injection
priority
DIII-D, TEXTOR, LHD, MAST, NSTX, AUG

5. Dust measurements

MediumHighDSOL-21

Medium priority

NSTX, TEXTOR, DIII-D, FTU, LHD, UCSD, HT-7, AUG, MAST, JT-60U,CIEMAT,ITPA
DiagTS

Retention

Retention : Schmid

Retention : SchmidCarbon

Retention : Schmid

Retention : Estrone

Retention : Estrone

Retention : Estrone

Retention : Estrone

Retention : Yoshida

Retention : Yoshida

Retention : Yoshida