The ionization rate of neutral deuterium due to charge exchange with iron impurities in tokamak plasmas is theoretically investigated. The iron ions are assumed to be in coronal equilibrium, and three distinct categories of neutral-deuterium energy are considered. The ionization rate of each category due to charge exchange with the iron ions is compared with the sum of the ionization rates due to electron and ion collisions and charge exchange with the plasma ions. The contribution of iron ions to the total ionization rate of neutrals is found to be negligible for neutral energies of the order of 5 eV/amu, as long as the total iron density is less than 1% of the peak electron density. Their contribution becomes significant for neutral energies of 1 keV or higher and is comparable to those of plasma electrons and ions for neutral energies of the order of 20 keV/amu, for the same density ratio.
トカマクプラズマ中の鉄不純物との電荷交換による中性重水素の電離率を理論的に調査した。鉄イオンはコロナ平衡にあると仮定し、中性重水素のエネルギーについて3つの異なるカテゴリーを考慮する。鉄イオンとの電荷交換による各カテゴリーの電離率を、電子およびイオン衝突とプラズマイオンとの電荷交換による電離率の合計と比較する。鉄イオンの中性粒子の全電離率への寄与は、全鉄密度がピーク電子密度の1%未満である限り、約5 eV/amuの中性エネルギーでは無視できることが分かった。それらの寄与は、1 keV以上の中性エネルギーでは有意になり、同じ密度比では、約20 keV/amuの中性エネルギーにおいてプラズマ電子およびイオンの寄与と同等になる。