The leading candidate for impurity seeding in ITER is currently nitrogen. To date, there have only been a few studies on the plasma chemistry driven by N2/H2 seeding and its effect on the molecular-activated recombination of incoming atomic hydrogen ions in a detached-like scenario. Numerical simulations are needed to provide insights into such mechanisms. The numerous plasma chemical reactions that may occur in such an environment cannot be entirely included in a 2- or 3-dimensional code such as Eirene. A complete global plasma model, implemented with more than 100 plasma chemical equations and 20 species, has been set up on the basis of the Plasimo code. This study shows that two main nitrogen-including recombination reaction paths are dominant, i.e. the ion conversion of NH followed by dissociative recombination, and the proton transfer between and N2, producing N2H+. These two processes are referred to as N-MAR (nitrogen molecular-activated recombination) and have subsequently been implemented in Eunomia, which is a spatially resolved Monte Carlo code designed to simulate the neutral inventory in linear plasma machines such as Pilot-PSI and Magnum-PSI. To study the effect of N2 on the overall recombination, three studies have been set up, and from a defined puffing location with a constant total seeding rate of H2 + N2, three N2 ratios were simulated, i.e. 0%, 5% and 10%. The parameter monitored is the density of atomic hydrogen, being the final hydrogenic product of any recombination mechanism in the scenario considered. The difference in H density between the 0% case and the 10% case is about a factor of three. The importance of NH as an electron donor is highlighted, and the N-MAR reaction routes are confirmed to enhance the conversion of ions to neutrals, making the heat loads to the divertor plate more tolerable. This work is a further step towards a full understanding of the role of N2-H2 molecules in a detached divertor plasma.
ITERにおける不純物シーディングの主要候補は現在窒素である。これまでに、N2/H2シーディングによって駆動されるプラズマ化学と、ダイバータ様シナリオにおける入射水素原子イオンの分子活性化再結合へのその影響に関する研究はほとんど行われていない。このようなメカニズムへの洞察を得るためには数値シミュレーションが必要である。このような環境で生じ得る多数のプラズマ化学反応を、Eireneのような2次元または3次元コードに完全に含めることはできない。Plasimoコードに基づいて、20種以上の化学種と100以上のプラズマ化学方程式を含む完全な大域プラズマモデルが構築された。本研究は、窒素を含む2つの主要な再結合反応経路が支配的であることを示している。すなわち、NHのイオン変換に続く解離性再結合と、N2H+を生成するNとH2+の間のプロトン移動である。これらの2つのプロセスはN-MAR（分子活性化再結合）と呼ばれ、その後、Pilot-PSIやMagnum-PSIのような線形プラズマ装置における中性粒子インベントリをシミュレーションするために設計された空間分解モンテカルロコードであるEunomiaに実装された。全体的な再結合に対するN2の影響を調べるために、3つの研究が設定され、定義されたガス入射位置からH2+N2の一定の総シーディング率で、3つのN2比率（0%、5%、10%）がシミュレーションされた。監視されたパラメータは、考慮されたシナリオにおけるあらゆる再結合メカニズムの最終的な水素生成物である水素原子密度である。0%の場合と10%の場合の水素密度の差は約3倍である。電子供与体としてのNHの重要性が強調され、N-MAR反応経路がイオンから中性粒子への変換を促進し、ダイバータ板への熱負荷を低減することが確認された。本研究は、ダイバータプラズマにおけるN2-H2分子の役割の完全な理解に向けたさらなる一歩である。