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核融合装置において周辺プラズマ・対向壁相互作用の一つである2次電子放出について、その詳細なデータを生産する目的で、計算機シミュレーションコードを開発した。このコードを用いると、電子、水素イオンのほか、プラズマ中に不純物として存在する重イオンについてもその衝撃によって起こる2次電子放出を解析することができる。計算できる物理量には、1個の衝撃粒子当たりに放出される2次電子数の平均である2次電子放出係数の他、放出個数の統計分布、放出された2次電子のエネルギー分布と放出角分布がある。高密度プラズマに照射された対向壁表面にはスパッタリングにより様々な形状の凹凸が形成されるため、開発したシミュレーションコードにリップル型およびボール型表面凹凸を適用して、2次電子放出への表面凹凸の効果を明らかにした。また、不純物付着による表面の汚染についても、表面仕事関数を変化しその効果を調べた。対向壁表面から放出され、プラズマ中で様々に電離した不純物重イオン衝撃による2次電子放出は、イオンの価数に大きく依存する。また、この場合、本研究では主として検討したカイネティック放出機構のほか、ポテンシャル放出機構による電子放出も起こるので、このためのシミュレーションコードも開発し、2次電子放出への衝撃イオンのZ_1(原子番号)および価数の効果について検討した。プラズマの熱的・粒子的負荷を集中して受けるダイバータ板のような対向壁は、磁力線に対して斜めに配置される。従って、固体表面から放出された2次電子は、シース電界による加速に反して、磁場から受けるローレンツ力によって固体表面へ引き戻される現象が起こることが予想される。このような現象を詳細に解析するために、2次電子放出だけでなく、シース内の放出電子の輸送過程をも考慮した複合的シミュレーションコードを開発した。
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