The first comparison of dust radius and surface temperature estimates, obtained from spectroscopic measurements of thermal radiation, with simulations of dust heating and vaporization by the MIGRAINe dust dynamics code is reported. The measurements were performed during controlled tungsten dust injection experiments in the cold and dense plasmas of Pilot-PSI, reproducing ITER divertor conditions. The comparison has allowed us to single out the dominating role of the work function contribution to the dust heating budget. However, in the plasmas of interest, dust was found to enter the strong vaporization regime, in which its temperature is practically insensitive to plasma properties and the various uncertainties in modeling. This makes the dust temperature a poor figure of merit for model validation purposes. On the other hand, simple numerical scalings obtained from orbital-motion-limited estimates were found to be remarkably robust and sufficient to understand the main physics at play in such cold and dense plasmas.
ダスト半径と表面温度の最初の比較が、熱放射の分光測定から得られた結果と、MIGRAINeダスト動力学コードによるダスト加熱および蒸発のシミュレーションとの間で報告されている。測定は、ITERダイバータ条件を再現するPilot-PSIの低温高密度プラズマ中での制御されたタングステンダスト注入実験中に実施された。この比較により、ダスト加熱収支における仕事関数の寄与が支配的であることが明らかになった。しかしながら、対象とするプラズマ中では、ダストは強い蒸発領域に入ることが見出され、その温度はプラズマ特性やモデリングにおける様々な不確実性に対して実質的に鈍感であることが判明した。このため、ダスト温度はモデル検証のための評価指標としては不適切である。一方、軌道運動制限推定から得られた単純な数値スケーリング則は、顕著に頑健であり、このような低温高密度プラズマにおける主要な物理を理解するのに十分であることが示された。