In divertors and pumped limiters, plasma flows along magnetic field lines from the scrape-off layer to a material wall where it is neutralized. The neutrals refluxing from the wall will undergo ionization and charge exchange, producing cold ions. This problem has been examined by using a largely analytical, collisionless kinetic model which includes the effects of charge exchange. Cases with uniform magnetic field and with magnetic fields possessing a constriction (as in a bundle divertor) are treated. The cold ions increase the electric potential over that which otherwise would exist. Solutions are found with a peak in the potential near the plate, with cold ions flowing down the potential gradient either toward the scrape-off zone or towards the wall, depending on where they are produced. This is in agreement with the predictions of fluid theories and numerical kinetic calculations. The net effect is to reduce the heat flux in hot ions to the divertor plate, desirable for reducing sputtering loss. This analytical approach can be used to produce computationally efficient routines to determine particle and energy losses from the scrape-off layer which are suitable for inclusion in transport codes.
ダイバータおよびポンプ付きリミターにおいて、プラズマはスクレイプオフ層から材料壁に沿って磁力線に沿って流れ、そこで中性化される。壁から反射する中性粒子は電離および電荷交換を受け、冷たいイオンを生成する。この問題は、電荷交換の効果を含む、主として解析的な無衝突運動論モデルを用いて検討されてきた。一様磁場の場合と、（バンドルダイバータのように）収縮部を有する磁場の場合が扱われる。冷たいイオンは、そうでなければ存在するであろう電位を上昇させる。解は、プレート近傍に電位のピークを有し、冷たいイオンは、生成された場所に応じて、電位勾配に沿ってスクレイプオフ領域または壁のいずれかに向かって流れる。これは流体理論および数値運動論計算の予測と一致する。正味の効果は、ダイバータプレートへの高温イオンの熱流束を低減することであり、スパッタリング損失の低減に望ましい。この解析的アプローチは、輸送コードへの組み込みに適した、スクレイプオフ層からの粒子およびエネルギー損失を決定するための計算効率の高いルーチンを生成するために使用できる。