The sputtering and transport of tungsten (W) impurity in the EAST tokamak have been investigated by the nonlinear magnetohydrodynamic code JOREK. The hybrid kinetic-fluid model in JOREK enables us to study the impacts of the Larmor gyration, sheath acceleration and, W sputtering energy and D+ impinging energy on the W sputtering and transport, which are generally simplified and ignored in fluid transport codes. The simulated W gross erosion flux exhibits a reasonable agreement with the measured data obtained through spectroscopy diagnostics on EAST. By means of the kinetic model in JOREK, it is indicated that the gyration and sheath effects can enhance the W redeposition probability on divertor targets by around three times compared to the fluid treatment. Moreover, the Thompson energy distribution for sputtered W particles has been attempted to survey the influence of the W sputtering energy on the W transport and redeposition, which shows a small discrepancy in the mean free path and redeposition probability of W particles compared to the case with a fixed sputtering energy. The detailed analysis of the W sputtering under the Maxwellian velocity distribution has been conducted, revealing significantly higher W erosion and leakage compared to the monoenergetic case. Eventually, the combined effects of the Larmor gyration, sheath acceleration, W sputtering energy and D+ impinging energy on W transport and redeposition behaviors have been investigated under varying plasma scenarios. It is found that the prompt redeposition of W particles plays a dominant role in the entire W redeposition compared to the long-range redeposition.
EASTトカマクにおけるタングステン（W）不純物のスパッタリングと輸送は、非線形磁気流体力学コードJOREKによって調査されてきた。JOREKのハイブリッド運動論-流体モデルにより、流体輸送コードでは一般に簡略化または無視される、ラーモア旋回、シース加速、Wスパッタリングエネルギー、およびD+入射エネルギーがWのスパッタリングと輸送に与える影響を研究することができる。シミュレーションされたW総侵食フラックスは、EASTにおける分光診断によって得られた測定データと妥当な一致を示す。JOREKの運動論モデルを用いることにより、旋回効果とシース効果は、流体処理と比較して、ダイバータ標的へのW再堆積確率を約3倍高め得ることが示される。さらに、スパッタリングされたW粒子に対するトンプソンエネルギー分布を用いて、WスパッタリングエネルギーがWの輸送と再堆積に及ぼす影響を調査する試みがなされており、これは、固定スパッタリングエネルギーの場合と比較して、W粒子の平均自由行程と再堆積確率にわずかな差異があることを示している。マクスウェル速度分布の下でのWスパッタリングの詳細な解析が実施され、単一エネルギーの場合と比較してW侵食と漏洩が著しく高いことが明らかにされた。最終的に、Wの輸送と再堆積挙動に対するラーモア旋回、シース加速、Wスパッタリングエネルギー、およびD+入射エネルギーの複合効果が、様々なプラズマシナリオの下で調査されてきた。W粒子の即時再堆積が、長距離再堆積と比較して、W全体の再堆積において支配的な役割を果たすことが見出された。