The radial transport of oxygen at the edge of a tokamak plasma is considered. The resonant charge exchange between oxygen and hydrogen (O+ + H ⇌ O + H+) as well as the ionization and disintegration of oxygen molecules are taken into account. Approximate analytic expressions for these effects as obtained from a kinetic model are added to the one-dimensional oxygen rate equations and solved numerically using a fast algorithm developed recently. A significantly enhanced penetration of oxygen into the central plasma as well as an increased oxygen recycling at the edge are obtained, in particular in the vicinity of a limiter, with high local hydrogen and oxygen fluxes. The non-resonant charge exchange of higher oxygen charge states with hydrogen neutrals changes their distribution and radiation in the central plasma but has little effect on the oxygen transport at the periphery. A simple analytical model has been developed to describe oxygen impurity transport in the scrape-off layer and the results are compared with numerical simulations.
トカマクプラズマの周辺部における酸素の動径方向輸送を考察する。酸素と水素の共鳴電荷交換(O+ + H ⇌ O + H+)に加えて、酸素分子の電離と解離を考慮する。これらの効果に対する運動論モデルから得られた近似解析式を一次元酸素レート方程式に加え、最近開発された高速アルゴリズムを用いて数値的に解く。中心プラズマへの酸素の浸透が有意に増強され、また周辺部での酸素リサイクリングが増加することが得られる。特に、局所的な水素・酸素フラックスが大きいリミッター近傍で顕著である。高価数酸素イオンと水素中性粒子との非共鳴電荷交換は、中心プラズマ中のそれらの分布と放射を変化させるが、周辺部の酸素輸送にはほとんど影響を与えない。スクレイプオフ層における酸素不純物輸送を記述するための簡単な解析モデルを開発し、その結果を数値シミュレーションと比較する。