A comprehensive modelling effort to analyse sputtering erosion and redeposition in the DIII-D/DiMES 70, 71 and 79 experiments using metal films (beryllium, vanadium, molybdenum, tungsten) on a carbon divertor probe has been performed. These materials were exposed at the outer strike point of an attached H mode plasma with peak at Te ∼75 eV. The analysis uses coupled impurity transport (REDEP, WBC) and related codes with inputs of measured plasma parameters. Thecode output was compared with measured erosion and redeposition profiles, and other data. The predicted redeposition profiles for beryllium, carbon, molybdenum and tungsten agree well with the data. Beryllium and carbon exhibit longer transport distances compared with those of high-Z metals - primarily due to longer mean free paths for sputtered atom ionization. Photon emission calculations for beryllium also compare well with the data, thereby tending to validate coupled models for plasma parameters, impurity transport and atomic data. For vanadium the comparison of the code with the data varies from poor to fair depending on the ionization model used. For most metal films, the absolute erosion is less than that predicted for the `pure' metal, a fact we attribute to the effect of a carbon overlay or mixture. For carbon the predicted peak net erosion rate (∼4 nm/s) is approximately 5 times less than the gross rate, and this is confirmed by the data. Carbon net erosion and core contamination result primarily from the quiescent (intra-ELM) period oblique incidence deuterium physical sputtering and self-sputtering. ELMperiod sputtering and chemical erosion appear to play a small role in net erosion in these plasmas.
DIII-D/DiMES 70、71、79実験における金属薄膜(ベリリウム、バナジウム、モリブデン、タングステン)を用いた炭素ダイバータプローブ上のスパッタリング侵食と再堆積を解析するための包括的なモデリング努力が実施された。これらの材料は、ピーク電子温度が約75 eVの付着Hモードプラズマの外側ストライク点に曝露された。この解析では、結合された不純物輸送コード(REDPC、WBC)および関連コードを、測定されたプラズマパラメータを入力として用いて実施した。コード出力は、測定された侵食および再堆積プロファイル、ならびにその他のデータと比較された。ベリリウム、炭素、モリブデン、タングステンの予測再堆積プロファイルはデータとよく一致した。ベリリウムと炭素は、高Z金属と比較して長い輸送距離を示したが、これは主にスパッタリングされた原子の電離平均自由行程が長いためである。ベリリウムの光子放出計算もデータとよく一致し、これにより結合されたプラズマモデル、不純物輸送モデル、および原子データモデルの検証が支持された。バナジウムについては、コードとデータの比較は、使用した電離モデルに応じて不良から可変の範囲であった。ほとんどの金属薄膜について、絶対侵食量は「純金属」の予測値よりも小さく、これは炭素のオーバーレイまたは混合物の影響によるものと考えられる。炭素については、予測される正味侵食速度(約4 nm/s)は総侵食速度の約5分の1であり、このことはデータによって確認された。炭素の正味侵食とコアへの混入は、主に静穏期(ELM間期)の斜入射重水素物理スパッタリングと自己スパッタリングに起因する。ELM期間中のスパッタリングと化学的侵食は、これらのプラズマにおける正味侵食には小さな役割しか果たさないと思われる。