The primary function of the ITER glow discharge cleaning (GDC) system will be the preparation of in-vessel component surfaces prior to the machine start-up. It may also contribute to tritium removal in the nuclear phase. In GDC, conditioning efficiency is strongly dependent on the homogeneity of the flux of ions impinging onto wall surfaces. In order to assess the wall particle flux distribution in ITER, a novel 2D multi-fluid model, described in a companion paper, has recently been developed and is benchmarked here against both experimental glow discharge data obtained in a small laboratory chamber with cylindrical geometry and from two large toroidal devices: the JET tokamak and the RFX reverse field pinch. In the laboratory plasma, simulated and measured plasma electron density and temperature are in a good agreement in the negative glow region, while discrepancies exist in the anode glow, where the fluid description of the model is inaccurate due to long mean free paths of electrons. Calculated and measured ion flux distribution profiles in RFX are found in good agreement, whereas in JET comparison it is more difficult, due to the complex geometry of the first wall which leads to local inhomogeneities in the measured flux. Simulations of H2-GDC for ITER with one or two anodes indicate fairly homogeneous plasma parameters and wall ion flux in the negative glow at 0.5 Pa, a commonly used gas pressure for GDC in existing fusion devices. Although the axisymmetric geometry in the model does not allow all seven ITER anodes to be powered simultaneously in the simulations, the results can be extrapolated to the full system and predict ion current densities on wall surfaces close to the simple expectation of total anode current divided by wall surface area (0.21 A m−2), which is relevant to GDC in JET and other machines.
ITERグロー放電洗浄（GDC）システムの主な機能は、装置の起動前に真空容器内壁面を準備することである。また、核融合運転段階におけるトリチウム除去にも寄与する可能性がある。GDCにおいて、洗浄効率は壁面に入射するイオンフラックスの均一性に強く依存する。ITERにおける壁面粒子フラックス分布を評価するため、姉妹論文で述べられている新しい2次元多流体モデルが最近開発され、円筒形状の小型実験チャンバーで得られた実験的グロー放電データと、JETトカマクおよびRFX逆転磁場ピンチという2つの大型装置からのデータの両方に対してベンチマークが行われた。実験室プラズマにおいて、シミュレーションによるプラズマ電子密度と電子温度は負グロー領域で実験と良好な一致を示す一方、陽極グロー領域では、電子の平均自由行程が長いために流体モデルの記述が不正確となり、差異が存在する。RFXにおける計算によるイオンフラックス分布プロファイルは実験と良好な一致を示すが、JETでは、第一壁の複雑な形状が測定フラックスの局所的不均一性をもたらすため、比較はより困難である。ITERに対するH2-GDCのシミュレーションでは、1本または2本の陽極を用いた場合、既存の核融合装置でGDCに一般的に使用されるガス圧力である0.5 Paにおいて、負グロー領域のプラズマパラメータと壁面イオンフラックスがほぼ均一であることが示された。モデルでは軸対称形状のため、ITERの7本すべての陽極を同時に通電することはできないが、結果は全体系に外挿することができ、壁面上のイオン電流密度は、全陽極電流を壁面積で割った単純な期待値（0.21 A m⁻²）に近い値が予測され、これはJETやその他の装置におけるGDCに関連する値である。