AbstractDuring plasma disruptions, the net power flux reaching the divertor surface due to the vapor-shielding effect is significantly reduced to <10% of the initial incident power from the scrape-off layer. Mass losses from atomic surface vaporization due to this reduced radiation power may be tolerated for the expected disruption frequency. However, mass losses due to splashing can be extremely high. This can severely limit the divertor system lifetime to only a few disruptions. Splashing is defined as mass loss in the form of macroscopic particles (MPs), i.e. droplets of liquid metals or particulates of nonmelting materials such as carbon-based materials. The MPs will interact with incoming plasma particles and with the vapor cloud above the surface. Therefore, the dynamic behavior of MPs in the vapor cloud and their influence on total erosion rate is a critically important problem. Results of self-consistent magnetohydrodynamic (MHD) calculations are obtained in which the dynamics of both vapor cloud and MP interaction are coupled with incoming plasma ions and electrons from the scrape-off layer during the disruption.
プラズマ disruption 中、ダイバータ表面に到達する正味の熱流束は、蒸気遮蔽効果により、スクレイプオフ層からの初期入射熱流束の10%未満にまで大幅に低減される。この低減された放射パワーによる表面の原子蒸発に伴う質量損失は、想定される disruption 頻度に対して許容され得る。しかしながら、スプラッシングによる質量損失は極めて高くなる可能性があり、これがダイバータシステムの寿命をわずか数回の disruption にまで厳しく制限し得る。スプラッシングとは、巨視的粒子（MP）、すなわち液体金属の液滴や炭素系材料などの非溶融材料の粒子の形態での質量損失と定義される。MPは、入射するプラズマ粒子および表面上方の蒸気雲と相互作用する。したがって、蒸気雲中でのMPの動的挙動と、それが総侵食率に及ぼす影響は、極めて重要な問題である。本論文では、自己無撞着な磁気流体力学（MHD）計算の結果を示す。この計算では、蒸気雲とMPの両方のダイナミクスが、disruption 中のスクレイプオフ層からの入射プラズマイオンおよび電子と結合されている。