The kinetic modelling of material erosion and impurity transport on divertor plates in edge localized modes (ELMs) in tokamaks has been performed using the SDPIC and ITCD codes. The kinetic information on impinging particles and background plasma such as incident angle and energy, electric potential and field during ELMs can be well treated by the SDPIC code; this is generally difficult to obtain in experiments and fluid simulations due to diagnostic and technical limitations. The heat flux modelled with the SDPIC code can well reproduce the experimental result in EAST. The major power delivered by ions results in a strong increase of the erosion rate for both carbon and tungsten substrates during ELMs. The variation of the incident angle of impinging particles can be interpreted by the change of the potential drop induced by fast electrons during ELMs. The time difference in the peak values of erosion rate between the carbon and tungsten substrates is determined by the particle flux and sputtering yield. The heat loads for present ELMs in EAST cannot cause the ablation and melting of surface material. The eroded tungsten species show different transport properties from the eroded carbon species due to the small mean free path of W atoms and consequent prompt redeposition. A W self-sputtering avalanche is not observed during ELMs, ascribed to the small kinetic energy carried by the redeposited W species.
トカマクにおける周辺局在モード中のダイバータ板上での材料侵食と不純物輸送の運動論的モデリングが、SDPICおよびITCDコードを用いて実施された。衝突粒子および背景プラズマに関する運動論的情報、例えば入射角やエネルギー、ELM中の電位や電界は、SDPICコードによって適切に扱うことができる。これは、実験や流体シミュレーションでは診断的・技術的制約により一般に困難である。SDPICコードでモデル化された熱流束は、EASTにおける実験結果を良好に再現できる。イオンによって運ばれる主要な電力は、ELM中の炭素およびタングステン基板の両方において侵食速度の顕著な増加をもたらす。衝突粒子の入射角の変化は、ELM中の高速電子によって誘起される電位降下の変化によって解釈することができる。炭素基板とタングステン基板の間の侵食速度のピーク値における時間差は、粒子束とスパッタリング収率によって決定される。現在のELMにおける熱負荷は、EASTにおいて表面材料のアブレーションや溶融を引き起こすことはない。侵食されたタングステン種は、タングステン原子の平均自由行程が小さく、その結果として即時再堆積が生じるため、侵食された炭素種とは異なる輸送特性を示す。タングステンの自己スパッタリングなだれは、再堆積したタングステン種が運ぶ運動エネルギーが小さいため、ELM中には観測されない。