This Roadmap article addresses the critical and multifaceted challenge of plasma-facing component (PFC) damage caused by runaway electrons (REs) in tokamaks, a phenomenon that poses a significant threat to the viability and longevity of future fusion reactors such as ITER and DEMO. The dramatically increased RE production expected in future high-current tokamaks makes it very difficult to avoid or mitigate REs in such devices when a plasma discharge terminates abnormally. Preventing damage from the intense localized heat loads they can cause requires a holistic approach that considers plasma, REs and PFC damage. Despite decades of progress in understanding the physics of REs and the thermomechanical response of PFCs separately, their complex interplay remains poorly understood. This document aims to initiate a coordinated, interdisciplinary approach to bridge this gap by reviewing experimental evidence, advancing diagnostic capabilities, and improving modeling tools across different scales, dimensionalities, and fidelities. Key topics include RE beam formation and transport, damage mechanisms in both brittle and metallic PFCs, and observed effects in major facilities such as JET, DIII-D, WEST and EAST. The Roadmap emphasizes the urgency of predictive, high-fidelity modeling validated against well-diagnosed controlled experiments, particularly in the light of recent changes in ITER’s wall material strategy and the growing importance of private sector fusion initiatives. The modeling gaps include calculations of the magnetic equilibrium, RE distribution function and background plasma properties at the start of the beam termination, with a critical need to advance modeling of access conditions to benign terminations. This is to be followed by simulations of the termination itself which requires a self-consistent description of the 3D MHD fields together with the REs, which is now available thanks to recent developments. Finally, the damage assessment is enabled by modeling of the full thermo-mechanical response, encompassing the hydrodynamic and the deviatoric behavior, to RE impacts with characteristics as provided by the termination simulations. The full workflow is computationally heavy for scoping studies to assist design of future machines, calling for development of reduced or surrogate models. Each section of the Roadmap article is written to provide a concise overview of one area of this multidisciplinary subject, with an assessment of the status, a look at current and future challenges, and a brief summary. The ultimate goal of this initiative is to guide future mitigation strategies and design resilient components that can withstand the intense localized loads imposed by REs, thus ensuring the safe and sustainable operation of the next generation of fusion power plants.
本ロードマップ論文は、トカマクにおける逃走電子（REs）によって引き起こされるプラズマ対向機器（PFC）損傷という、ITERやDEMOなどの将来の核融合炉の実現可能性と寿命に重大な脅威をもたらす現象に関する、重大かつ多面的な課題を取り扱う。将来の大電流トカマクで予想されるRE生成の劇的な増加は、プラズマ放電が異常終了する際に、そのような装置においてREsを回避または緩和することを非常に困難にする。それらが引き起こす可能性のある強烈な局所熱負荷による損傷を防ぐには、プラズマ、REs、およびPFC損傷を考慮する全体論的アプローチが必要である。REsの物理とPFCsの熱機械的応答をそれぞれ理解することにおける数十年の進歩にもかかわらず、それらの複雑な相互作用は十分に理解されていないままである。本稿は、実験的証拠のレビュー、診断能力の向上、および異なるスケール、次元性、忠実度にわたるモデリングツールの改善を通じて、このギャップを埋めるための調整された学際的アプローチを開始することを目的とする。主要なトピックには、REビームの形成と輸送、脆性および金属製のPFCsの両方における損傷メカニズム、ならびにJET、DIII-D、WEST、EASTなどの主要施設で観察された影響が含まれる。本ロードマップは、特にITERの壁材料戦略の最近の変更と民間セクターの核融合イニシアチブの重要性の高まりに照らして、十分に診断された制御実験に対して検証された予測的で高忠実度のモデリングの緊急性を強調する。モデリングのギャップには、ビーム終了の開始時における磁気平衡、RE分布関数、および背景プラズマ特性の計算が含まれ、良性終了へのアクセス条件のモデリングを進めることが決定的に必要である。これに続いて終了自体のシミュレーションが必要であり、それにはREsとともに3D MHD場の自己無撞着な記述が必要であるが、これは最近の開発により現在利用可能である。最後に、損傷評価は、終了シミュレーションによって提供される特性を持つRE衝撃に対する、流体力学的挙動と偏差的挙動の両方を含む完全な熱機械的応答のモデリングによって可能になる。全ワークフローは、将来の装置の設計を支援するためのスコーピング研究にとっては計算負荷が高く、縮約モデルまたはサロゲートモデルの開発が求められる。本ロードマップ論文の各セクションは、この学際的主題の一領域の簡潔な概要を提供するために書かれており、現状の評価、現在および将来の課題の考察、および簡単な要約が含まれる。このイニシアチブの最終目標は、将来の緩和戦略を導き、REsによって課される強烈な局所負荷に耐えることができる堅牢なコンポーネントを設計し、それによって次世代の核融合発電所の安全かつ持続可能な運転を確保することである。