To achieve low deposited power flux density to solid surfaces in magnetic fusion devices, very small values of α are required, where α is the angle between B and the surface tangent. For an oblique magnetic field, there exists in front of the solid surface a Chodura sheath (CS) (also known as the 'magnetic pre-sheath') of thickness several ρi, the ion Larmor radius. The standard assumption is that the CS is additional to the Debye sheath (DS) of thickness several λD, the Debye length. Simple fluid modelling for collisionless CS conditions gives the drop in normalized electrostatic potential across the CS as eΔφCS/kTe = ln(sin α). For an electrically floating wall there is the separate constraint of ambipolar flow to the wall eΔφfloating/kTe = 0.5 ln[(2πme/mi)(1 + Ti/Te)], where Δφfloating = ΔφCS + ΔφDS. For the case of a deuterium plasma and Ti = Te, |eΔφfloating/kTe| = 2.84. For α < 3.35°, |eΔφCS/kTe| exceeds 2.84 which evidently implies that the DS ceases to exist for such values of α and the entire potential drop would then occur across the CS. New analysis of the CS provides solutions for a number of quantities of practical importance, which improve on the solutions presently in use in models and edge impurity codes. Compared with the latter, the results of the present analysis indicate that (i) the E-field directed towards the solid surface is stronger and (ii) the plasma density drops more rapidly approaching the solid surface. The effect of (i) is to increase the probability of prompt local deposition of sputtered particles, while (ii) has the opposite effect.
磁気核融合装置において固体表面への堆積電力束密度を低く達成するためには、Bと表面接線との間の角度であるαの非常に小さな値が必要である。斜め磁場の場合、固体表面の前方には、イオンラーマー半径である数ρiの厚さを持つChoduraシース（CS）（「磁気プレシース」としても知られる）が存在する。標準的な仮定は、CSが、デバイ長である数λDの厚さを持つDebyeシース（DS）に追加されるというものである。無衝突CS条件に対する単純な流体モデリングは、CS全体での正規化された静電ポテンシャルの低下を eΔφCS/kTe = ln(sin α) として与える。電気的に浮遊する壁の場合、壁への両極性流束という別の制約があり、eΔφfloating/kTe = 0.5 ln[(2πme/mi)(1 + Ti/Te)] となる。ここで Δφfloating = ΔφCS + ΔφDS である。重水素プラズマおよび Ti = Te の場合、|eΔφfloating/kTe| = 2.84 である。α < 3.35° の場合、|eΔφCS/kTe| は 2.84 を超え、これは明らかに、そのようなαの値に対してDSが存在しなくなり、ポテンシャル降下全体がCS全体で発生することを意味する。CSの新たな解析は、現在モデルや周辺不純物コードで使用されている解を改良する、実用上重要な多くの量に対する解を提供する。後者と比較して、本解析の結果は、(i) 固体表面に向かうE場がより強いこと、および (ii) プラズマ密度が固体表面に近づくにつれてより急速に低下することを示している。(i) の効果は、スパッタリングされた粒子の即時局所堆積の確率を増加させ、(ii) は逆の効果を持つ。