Tungsten (W) is the most probable material for the plasma-facing components of fusion reactors due to its excellent thermal and physical properties. A W-wall sputtering model has been established to simulate the start-up of a tokamak plasma using the 0D simulation code DYON. This model incorporates the revised Bohdansky formula to calculate the sputtering yield and a modified formula for calculating the energy impacting the walls. This formula integrates the temporal behavior of electron and ion temperatures at the plasma edge, which has been partially verified by the Thomson scattering diagnostic data. With the new model in place, predictive simulations were conducted for KSTAR's Ohmic plasma under two W-wall scenarios: one with the entire wall surface covered by W and the other with 95% coverage of W and 5% coverage of carbon (C). The results indicate that the full-W wall may perform better from the perspective of start-up performance. The disparity can primarily be attributed to impurities generated through sputtering and recycling on the C wall. The validity of this model will be finally confirmed when the Thomson diagnostic system is able to precisely measure the edge electron temperature during plasma start-up.
タングステン(W)は、その優れた熱的および物理的特性により、核融合炉のプラズマ対向機器の最も有力な材料である。0DシミュレーションコードDYONを用いてトカマクプラズマの立ち上げをシミュレートするために、W壁スパッタリングモデルが構築された。このモデルは、スパッタリング収量を計算するための修正ボーダンスキー式と、壁に入射するエネルギーを計算するための修正式を組み込んでいる。この式は、プラズマ端部における電子温度とイオン温度の時間挙動を統合しており、これはトムソン散乱計測データによって部分的に検証されている。新しいモデルを用いて、KSTARのオーミックプラズマに対し、2つのW壁シナリオで予測シミュレーションが実施された。すなわち、壁面全体がWで覆われているシナリオと、95%がW、5%が炭素(C)で覆われているシナリオである。結果は、立ち上げ性能の観点から、全面W壁の方が良好に機能する可能性があることを示している。その差は主に、C壁でのスパッタリングとリサイクリングによって生成される不純物に起因する。このモデルの妥当性は、トムソン計測システムがプラズマ立ち上げ中に端部電子温度を正確に測定できるようになったときに最終的に確認されるであろう。