Plasma-impurity reaction rates are a crucial part of modelling tokamak scrape-off layer (SOL) plasmas. To avoid calculating the full set of rates for the large number of important processes involved, a set of effective rates are typically derived which assume Maxwellian electrons. However, non-local parallel electron transport may result in non-Maxwellian electrons, particularly close to divertor targets. Here, the validity of using Maxwellian-averaged rates in this context is investigated by computing the full set of rate equations for a fixed plasma background from kinetic and fluid SOL simulations. We consider the effect of the electron distribution as well as the impact of the electron transport model on plasma profiles. Results are presented for lithium, beryllium, carbon, nitrogen, neon and argon. It is found that electron distributions with enhanced high-energy tails can result in significant modifications to the ionisation balance and radiative power loss rates from excitation, on the order of 50%–75% for the latter. Fluid electron models with Spitzer-Härm or flux-limited Spitzer-Härm thermal conductivity, combined with Maxwellian electrons for rate calculations, can increase or decrease this error, depending on the impurity species and plasma conditions. Based on these results, we also discuss some approaches to experimentally observing non-local electron transport in SOL plasmas.
プラズマ-不純物反応率は、トカマクのスクレイプオフ層（SOL）プラズマをモデリングする上で極めて重要な部分である。関与する多数の重要な過程について全反応率を計算することを避けるため、通常はマクスウェル電子を仮定した一連の実効反応率が導出される。しかしながら、非局所的な平行方向の電子輸送は、特にダイバータ標的の近傍において、非マクスウェル電子をもたらす可能性がある。ここでは、運動論的および流体的SOLシミュレーションから得られる固定されたプラズマ背景に対して全反応率式を計算することにより、この文脈におけるマクスウェル平均化反応率を用いることの妥当性を調査する。我々は、電子分布の効果に加えて、電子輸送モデルがプラズマ分布（プロファイル）に与える影響も考察する。結果は、リチウム、ベリリウム、炭素、窒素、ネオン、アルゴンについて示される。高エネルギー尾部が増強された電子分布は、電離平衡と励起による放射パワー損失率に有意な変更をもたらし得ることが見出された。後者については50%–75%の程度である。スピッツァー・ヘルムまたはフラックス制限スピッツァー・ヘルム熱伝導率を持つ流体電子モデルは、反応率計算のためのマクスウェル電子と組み合わせると、不純物種とプラズマ条件に依存して、この誤差を増加または減少させ得る。これらの結果に基づき、SOLプラズマにおける非局所電子輸送を実験的に観測するためのいくつかのアプローチについても議論する。