A toroidally symmetric tungsten ring inserted in the lower outer divertor of DIII-D was exposed to 25 repeated, attached L-mode shots in reverse- configuration. Radial profiles of the W gross erosion flux inferred in situ from spectroscopic measurements of the WI line (400.9 nm) during these experiments are well reproduced by ERO-D3D simulations of carbon and tungsten impurity erosion, transport and redeposition in the outer divertor region. Tungsten gross erosion is mainly induced by physical sputtering of tungsten by carbon impurities. The outward radial transport of carbon impurities in the outer divertor is shown to be mainly governed by drifts in the sheath region. In addition, the erosion and redeposition of carbon on tungsten, induced by the implantation of carbon into tungsten modeled with the homogeneous mixed material model, increases the effective flux of carbon impurities onto the tungsten ring (carbon recycling on tungsten). The dynamics of carbon implantation in tungsten is shown to be consistent with the plasma shot duration in DIII-D. Moreover, it is shown that the localized deposition of tungsten measured experimentally in the outboard region away from the tungsten ring is caused by the long-range radial transport of tungsten impurities in the outer divertor region induced by the interplay between poloidal and radial drifts. Such experimental measurements might provide direct quantitative estimations of tungsten net erosion. The modeling and analysis of carbon and tungsten erosion and redeposition presented in this paper demonstrates that various physical mechanisms and their synergistic effects need to be taken into account to accurately describe erosion, transport and redeposition of impurities in tokamak divertors.
DIII-Dの下部外側ダイバータに挿入されたトロイダル対称なタングステンリングは、逆-配位における25回の繰り返し付着Lモードショットに曝露された。これらの実験中にWI線（400.9 nm）の分光測定からin situで推定されたWの総侵食フラックスの径方向プロファイルは、外側ダイバータ領域における炭素およびタングステン不純物の侵食、輸送、再堆積のERO-D3Dシミュレーションによってよく再現される。タングステンの総侵食は、主に炭素不純物によるタングステンの物理スパッタリングによって引き起こされる。外側ダイバータにおける炭素不純物の外向き径方向輸送は、主にシース領域でのドリフトによって支配されることが示されている。さらに、均質混合材料モデルを用いてモデル化された、タングステンへの炭素注入によって引き起こされる、タングステン上での炭素の侵食と再堆積は、タングステンリングへの炭素不純物の実効フラックスを増加させる（タングステン上での炭素リサイクリング）。タングステンへの炭素注入のダイナミクスは、DIII-Dにおけるプラズマショット時間と一致することが示されている。さらに、タングステンリングから離れたアウトボード領域で実験的に測定されたタングステンの局所的な堆積は、ポロイダルドリフトとラジアルドリフトの相互作用によって引き起こされる、外側ダイバータ領域におけるタングステン不純物の長距離径方向輸送によるものであることが示されている。このような実験的測定は、タングステンの正味侵食の直接的な定量的推定を提供する可能性がある。本論文で提示された炭素およびタングステンの侵食と再堆積のモデリングと解析は、トカマクダイバータにおける不純物の侵食、輸送、再堆積を正確に記述するために、様々な物理メカニズムとその相乗効果を考慮に入れる必要があることを実証している。