When a plasma interacts with a material surface subject to an applied voltage, a sheath results. A one-dimensional model, specific to the magnetized ion sheath, is developed and applied to the radiofrequency (RF) sheath which forms near the Faraday screen of an ion cyclotron heating antenna. The RF sheath rectification of the applied voltage is shown to provide a large DC potential drop which can accelerate tons and cause sputtering. Numerical estimates of the high-Z impurity influx are compared with fast wave experiments, and it is concluded that the DC acceleration mechanism is a plausible explanation for the observed high-Z impurity release. Means of controlling the sputtering are examined, including operating with low densities at the Faraday screen.
プラズマが印加電圧を受ける材料表面と相互作用するとき、シースが生じる。磁化イオンシースに固有の一次元モデルを開発し、イオンサイクロトロン加熱アンテナのファラデーシールド近傍に形成される高周波(RF)シースに適用する。印加電圧のRFシース整流が、イオンを加速しスパッタリングを引き起こし得る大きなDC電位降下を提供することが示される。高Z不純物流入の数値推定を高速波実験と比較し、DC加速機構が観測された高Z不純物放出の合理的な説明であると結論づける。スパッタリングの制御手段を検討し、ファラデーシールドでの低密度運転を含めて考察する。