The Monte-Carlo neutral transport code 3D-GAPS is described. The code models impurity transport and deposition in remote areas, such as gaps between cells of castellated plasma-facing surfaces. A step-by-step investigation of the interplay of different processes that may influence the deposition inside gaps, namely particle reflection, elastic neutral collisions, different particle sources, chemical erosion and plasma penetration into gaps, is presented. Examples of modelling results in application to the TEXTOR experiment with a castellated test limiter are provided. It is shown that only with the assumption of the presence of species with different reflection probabilities, do simulated carbon deposition profiles agree with experimental observations for side surfaces of the gaps. These species can be attributed to different particle sources, e.g. carbon atoms and hydrocarbon radicals. Background carbon ions and atoms have low and moderate values of the reflection coefficient (R ⩽ 0.6), while some of the hydrocarbon radicals produced by chemical erosion of redeposited carbon layers have high reflection probability (R ⩾ 0.9). Deposition at the bottom of the gaps cannot be adequately reproduced unless extreme assumptions on particle sources and reflection properties are imposed. Elastic neutral collisions and ionization of neutrals escaping the gaps have no significant influence on the results. Nevertheless, particle-in-cell simulations of plasma penetration into gaps are essential for estimating the incoming ion flux and leading to a better quantitative agreement with experimental observations.
モンテカルロ中性粒子輸送コード3D-GAPSについて説明する。このコードは、キャステレーションされたプラズマ対向面のギャップなどのリモート領域における不純物輸送と堆積をモデル化するものである。ギャップ内部の堆積に影響を及ぼす可能性のある異なるプロセス、すなわち粒子反射、弾性中性粒子衝突、異なる粒子源、化学スパッタリング、プラズマのギャップへの浸透の間の相互作用を段階的に調査する。キャステレーションされたテストリミターを用いたTEXTOR実験へのモデリング結果の適用例を示す。異なる反射確率を持つ種の存在を仮定した場合のみ、シミュレーションによる炭素堆積プロファイルがギャップ側面の実験観測と一致することが示される。これらの種は、炭素原子や炭化水素ラジカルなどの異なる粒子源に帰属することができる。背景の炭素イオンと原子は低いから中程度の反射係数（R ≤ 0.6）を持ち、一方、再堆積した炭素層の化学スパッタリングによって生成される一部の炭化水素ラジカルは高い反射確率（R ≥ 0.9）を持つ。ギャップ底部の堆積は、粒子源と反射特性に関する極端な仮定を課さない限り、適切に再現することはできない。弾性衝突とギャップから逃出する中性粒子の電離は、結果に有意な影響を与えない。それにもかかわらず、ギャップへのプラズマ浸透の粒子インセルシミュレーションは、入射イオンフラックスを推定し、実験観測とのより良い定量的一致をもたらすために不可欠である。