The fluid edge plasma Monte-Carlo code in three dimensions (EMC3) coupled to the kinetic (neutral particle) transport code EIRENE has demonstrated good performance in describing and even predicting the experimental trends of a wide range of stellarator and tokamak edge plasma configurations, under a certain range of relevant limiter and divertor scenarios. One major limitation so far, however, has been the restriction of EMC3 to hydrogen isotopes, although in the initial operation phase of the newly built, optimised stellarator Wendelstein 7-X, (and probably also in ITER during its initial low activation phase) helium plasmas are used. An approach is presented on how to extend EMC3 and expand the use of EIRENE features in plasma edge simulations for helium edge plasmas. The approach is based on modelling He++ as a fluid, calculated by the plasma fluid code EMC3, and treating helium atoms and He+ ions as particles, calculated by the kinetic transport code EIRENE. The applicability, current limitations and future directions of this hybrid approach will be discussed. The first simulation results for Wendelstein 7-X helium edge plasma conditions demonstrate the feasibility of the present computational model.
三次元モンテカルロコードEMC3と運動論的輸送コードEIRENEを結合した周辺プラズマシミュレーションは、広範囲のステラレータおよびトカマク周辺プラズマ構成において、実験傾向の記述および予測において優れた性能を示してきた。しかしながら、これまでの主要な制約は、EMC3が水素同位体に限定されていたことである。一方、新たに建設された最適化ステラレータWendelstein 7-Xの初期運転位相（およびおそらくITERの初期低活性化位相）では、ヘリウムプラズマが使用される。本論文では、ヘリウム周辺プラズマのシミュレーションに向けて、EMC3を拡張し、EIRENEの機能を活用する手法を提示する。この手法は、He++を流体として扱い（プラズマ流体コードEMC3による計算）、ヘリウム原子およびHe+を粒子として扱う（運動論的輸送コードEIRENEによる計算）ことに基づく。本ハイブリッド手法の適用可能性、現在の限界、および今後の方向性について議論する。Wendelstein 7-Xのヘリウム周辺プラズマ条件に対する最初のシミュレーション結果は、本計算モデルの実現可能性を示している。