The hotspots on the guard limiters of the lower hybrid wave (LHW) antenna on EAST tokamak not only cause serious damage to the guard limiters, but also strongly degrade the plasma performance due to enhanced impurity productions. In published studies, the heat flux to the limiters is assumed to be carried to limiter walls by electrons which can absorb a small amount of the launched wave energy via interactions with the lower hybrid modes of high parallel refractive index , and the effects of the sheaths formed in front of the limiter surface are ignored. In this work, the heat fluxes to the limiter surfaces are obtained consistently by conducting one-dimension particle-in-cell (PIC) simulations. For the plasma between two guard limiters, while the ions are assumed to be Maxwellian, the electrons are described by using the Fisch model, whose velocity distribution function (VDF) has a resonant plateau in the superthermal region formed by the electron and LHW interaction. Secondary electron emission (SEE) from the limiter surfaces is taken into account by considering two kinds of wall materials, carbon and tungsten. It is found that the sheath potential drop is significantly raised due to the presence of fast electrons. As a result, both ion and electron heat fluxes to the limiters are strongly enhanced compared to those in a Maxwellian plasma, which increases the wall temperature and gives rise to hotspots. The heat flux to the guard limiters increases with the width of the resonant plateau of the electron VDF (i.e. the electron energy). With the enhancement of the sheath potential drop, the physical sputtering yield from the primary and impurity ions on limiter surfaces is found to be significant, which may affect the plasma confinement and discharges.
EASTトカマクにおける低域混成波（LHW）アンテナのガードリミッター上のホットスポットは、ガードリミッターに深刻な損傷を与えるだけでなく、不純物生成の増加によりプラズマ性能を大幅に低下させる。公表された研究では、リミッターへの熱流束は、高並列屈折率の低域混成モードとの相互作用により、打ち上げられた波のエネルギーのごく一部を吸収できる電子によってリミッター壁に運ばれると仮定されており、リミッター表面の前に形成されるシースの効果は無視されている。本研究では、リミッター表面への熱流束を、一次元粒子インセル（PIC）シミュレーションを実施することにより整合的に求める。2つのガードリミッター間のプラズマについて、イオンはマクスウェル分布を仮定する一方、電子はフィッシュモデルを用いて記述される。その速度分布関数（VDF）は、電子とLHWの相互作用によって形成される超熱領域に共鳴プラトーを持つ。リミッター表面からの二次電子放出（SEE）は、炭素とタングステンの2種類の壁材料を考慮することにより取り入れられる。高速電子の存在によりシース電位降下が大幅に上昇することが見出された。その結果、イオンと電子の両方のリミッターへの熱流束は、マクスウェルプラズマ中のものと比較して強く増強され、壁温度を上昇させ、ホットスポットを生じさせる。ガードリミッターへの熱流束は、電子VDFの共鳴プラトーの幅（すなわち電子エネルギー）とともに増加する。シース電位降下の増強に伴い、リミッター表面上の一次イオンおよび不純物イオンからの物理スパッタリング収量が有意であることが見出され、これはプラズマ閉じ込めおよび放電に影響を与える可能性がある。