The electron current density that escapes from multi-emissive magnetized sheaths constitutes a critical quantity in modern evaluations of ITER plasma-facing component (PFCs) deformation due to macroscopic melt motion. During ITER edge-localized modes, electrons can be emitted from the PFCs through field assisted thermionic emission, secondary electron emission (SEE) and electron backscattering (EBS). In the case of space-charge limited sheaths, an analytic semi-empirical expression is available for the total escaping current density. Here, an analytic empirical model is proposed for the unexplored case of classical monotonic sheaths comprising (i) an existing semi-empirical description of prompt re-deposition in the presence of surface electric fields based on particle orbit simulations; (ii) existing analytic expressions for the SEE and EBS currents as a function of the electron temperature; (iii) a new semi-empirical relation between the total electron emission yield and surface electric field; (iv) a novel correlation for the magnitude of the surface electric field in the absence of electron emission. The new predictive model is valid for arbitrary magnetic field inclination angles and is benchmarked against systematic particle-in-cell simulations.
多重放出性磁化シースから逃出する電子電流密度は、巨視的溶融移動によるITERプラズマ対向機器(PFCs)の変形の最新評価において重要な量である。ITERの周辺局在モード中、電子は電界支援熱電子放出、二次電子放出(SEE)、および電子後方散乱(EBS)によってPFCsから放出され得る。空間電荷制限シースの場合、全逃出電流密度に対する解析的半経験式が利用可能である。ここでは、未解明の古典的単調シースの場合に対する解析的経験モデルを提案する。このモデルは、(i)粒子軌道シミュレーションに基づく表面電界存在下での即時再堆積の既存の半経験的記述、(ii)電子温度の関数としてのSEEおよびEBS電流の既存の解析的表現、(iii)全電子放出収率と表面電界との間の新しい半経験的関係、(iv)電子放出がない場合の表面電界の大きさに対する新しい相関式から構成される。新しい予測モデルは任意の磁場傾斜角に対して有効であり、系統的な粒子インセル(PIC)シミュレーションに対してベンチマークされる。