境界プラズマ研究のための原子分子データ及びプラズマ壁相互作用データの評価と処理

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04680019
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 川村 孝弌 核融合科学研究所, 研究・企画情報センター, 教授 (70023710)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 隆子 核融合科学研究所, 研究・企画情報センター, 助教授 (20115546) ; 俵 博之 核融合科学研究所, 研究・企画情報センター, 助教授 (90037797)
• Keywords: 境界プラズマ / プラズマ・壁相互作用 / スパッタリング率 / データのフィッティング / シース

Research Abstract

1.当年度の概要:当年度は境界プラズマの特性を第一壁の側から決定するプラズマ・壁相互作用のデータに関して、現在用いることのできるデータを研究の現場で必要とされるデータの間の関係について調査し、データ処理と評価の方法の検討を行った。明らかとなったことは、従来のデータはビール照射実験により得られたもので、特定のエネルギーの粒子が特定の角度(主に、表面に垂直)で入射したときのスパッタリング率や反射率であるが、実際の装置のダイバータ板等の検討に必要なデータは、プラズマが接した場合のデータであり、温度を指定した場合のマクスウエル分布に従うエネルギー及び入射角をもつ粒子についての平均値が必要になることである。このため、現在存在するデータを元として、外挿あるいは数値シミュレーションデータを利用して、プラズマ温度の関数としての数値式としてデータ処理することが必要となることが明確となった。当年度はスパッタリング・データに関してこの処理に着手した。
スパッタリング率の数値式(フィッティング式)の作成:アモルァス材料についてのスパッタリング・シュミレーションコードACATを用いて、炭素(グラファイト)のスパッタリング・データを生産し、実験データにあわせてフィッテングを行って、炭素のスパッタリング率の数値式を作成した。またプラズマが接している場合に固体表面に形成されるシースが入射イオンのエネルギーや入射角に大きい影響を与えることが明きらかとなったため境界プラズマのイオン温度と電子温度の両者の関数としてのスパッタリング率の数値式が作成された。これについて現在データ集を作成中である。