The plasma-facing components (PFCs) in future fusion devices such as ITER will receive intense transient heat fluxes from plasma instabilities, such as edge localized modes (ELMs) and disruptions, which will limit material lifetime. The energy density and transient pulse duration are typically used to characterize the PFC damage threshold. However, these parameters are not sufficient to define a damage threshold, because different transient pulse shapes with the same energy density and same pulse duration produce different peak surface temperatures (and thus stresses, which ultimately determine material damage). The surface temperature and damage of tungsten (the material to be used for the ITER divertor target armor) in the form of surface roughening and melting are investigated using various temporal pulse shapes from an Nd:YAG laser in the PISCES-B facility. The heat flux factor is examined and shown to be an inadequate parameter to characterize the temperature rise except for square temporal pulse shapes. For ELM-like heat pulses, the long tail in the temporal shape results in a lower peak surface temperature and less damage compared to a symmetric triangle pulse with equal energy density.
将来の核融合装置（ITERなど）におけるプラズマ対向機器（PFC）は、エッジ局在モード（ELM）やディスラプションなどのプラズマ不安定性による強烈な過渡熱流束を受け、これが材料の寿命を制限することになる。エネルギー密度と過渡パルス持続時間は、通常、PFCの損傷閾値を特徴づけるために用いられる。しかし、これらのパラメータだけでは損傷閾値を定義するのに十分ではない。なぜなら、同じエネルギー密度と同一のパルス持続時間であっても、過渡パルス形状が異なれば、ピーク表面温度（ひいては応力、最終的には材料損傷を決定する）が異なるためである。PISCES-B施設におけるNd:YAGレーザーを用いて、様々な時間的パルス形状に対するタングステン（ITERダイバータターゲット装甲に使用される材料）の表面温度と、表面粗面化および溶融という形態の損傷を調査した。熱流束係数は、方形の時間的パルス形状を除いて、温度上昇を特徴づけるパラメータとしては不十分であることが示された。ELM様の熱パルスについては、時間的パルス形状の長いテールにより、等しいエネルギー密度を持つ対称三角形パルスと比較して、ピーク表面温度が低くなり、損傷も小さくなることが示された。