Modelling of the reflection of energetic hydrogen atoms from tungsten fuzz under hydrogen plasma exposure has been performed using the three-dimensional kinetic Monte Carlo program SURO-FUZZ. The simulation results show that the hydrogen reflection coefficient on a porous tungsten fuzzy surface is 50% lower in comparison with a smooth tungsten surface, which shows good agreement with the measurements. The time evolution of the tungsten fuzzy structure has been investigated under energetic hydrogen bombardment. A sustained removal of the porous tungsten fuzzy structure is obtained, which results in a reduced height of tungsten fuzz with exposure time and finally a smoothing of the tungsten fuzz. The erosion-induced degradation of the tungsten fuzzy structure leads to a high hydrogen reflection coefficient with exposure time. The simulated temporal evolution of the hydrogen reflection coefficient is in reasonable agreement with the experimental data. The simulation results show that the reflection coefficient of hydrogen atoms on fuzzy surfaces is decreased with increasing porosity. Parametric studies with varying porous structures have been performed to gain insights into hydrogen reflection characteristics on tungsten fuzzy surfaces.
タングステンファズからの高エネルギー水素原子の反射のモデリングが、水素プラズマ曝露条件下で三次元キネティックモンテカルロプログラムSURO-FUZZを用いて実施された。シミュレーション結果は、多孔質タングステンファジー表面における水素反射係数が、平滑なタングステン表面と比較して50%低く、測定結果と良好な一致を示すことを示している。タングステンファジー構造の時間発展が、高エネルギー水素衝撃下で調査された。多孔質タングステンファジー構造の持続的な除去が得られ、その結果、曝露時間とともにタングステンファズの高さが減少し、最終的にはタングステンファズの平滑化が生じる。侵食によるタングステンファジー構造の劣化は、曝露時間とともに高い水素反射係数をもたらす。水素反射係数のシミュレーションされた時間発展は、実験データと合理的に一致している。シミュレーション結果は、ファジー表面における水素原子の反射係数が、多孔度の増加とともに減少することを示している。タングステンファジー表面上の水素反射特性への洞察を得るために、多孔質構造を変化させたパラメトリック研究が実施された。