A model equating the growth rate of tungsten fuzz on a plasma-exposed surface to the erosion rate of the fuzzy surface is developed to predict the likelihood of tungsten fuzz formation in the steady-state environment of toroidal confinement devices. To date this question has not been answered because the operational conditions in existing magnetic confinement machines do not necessarily replicate those expected in future fusion reactors (i.e. high-fluence operation, high temperature plasma-facing materials and edge plasma relatively free of condensable impurities). The model developed is validated by performing plasma exposure experiments at different incident ion energies (thereby varying the erosion rate) and measuring the resultant fuzz layer thickness. The results indicate that if the conditions exist for fuzz development in a steady-state plasma (surface temperature and energetic helium flux), then the erosion rate will determine the equilibrium thickness of the surface fuzz layer.
タングステンフズの成長速度を、プラズマに曝露された表面のフズ層の侵食速度と等価とするモデルを構築し、トロイダル閉じ込め装置の定常環境におけるタングステンフズ形成の可能性を予測する。これまで、既存の磁場閉じ込め装置における運転条件が、将来の核融合炉で想定される条件（すなわち、高フルエンス運転、高温プラズマ対向材料、および凝縮性不純物が比較的少ない周辺プラズマ）を必ずしも再現しないため、この問いは未解決のままであった。本モデルは、異なる入射イオンエネルギー（それにより侵食速度を変化させる）でプラズマ曝露実験を行い、その結果生じるフズ層厚さを測定することによって検証される。結果は、定常プラズマ中でフズ成長の条件（表面温度と高エネルギー・ヘリウムフラックス）が満たされるならば、表面フズ層の平衡厚さは侵食速度によって決定されることを示している。