In a fusion reactor a significant fraction of plasma particles lost from the confined volume will reach the vessel wall. The recombination of these charged species, electrons and ions of hydrogen isotopes, is a source of neutral molecules and atoms, recycling back into the plasma. Here they participate, in particular, in charge-exchange (c-x) collisions with the plasma ions and, as a result, atoms of high energies with chaotically oriented velocities are generated. A significant fraction of these hot neutrals will hit the wall, leading, as well as the outflowing fuel and impurity ions, to its erosion, limiting the reactor operation time. The rate of the wall erosion in DEMO is assessed by applying a one-dimensional model which takes into account the transport of charged and neutral species across the flux surfaces in the main part of the scrape-off layer, beyond the X-point vicinity and divertor, and by considering the shift of the centers of flux surfaces, their elongation and triangularity. Atoms generated by c-x of recycling neutrals are modeled kinetically to define firmly their energy spectrum, being of particular importance for the erosion assessment. It is demonstrated the erosion rate of the DEMO wall armor of tungsten will have a pronounced ballooning character with a significant maximum of mm per full power year at the low field side, decreasing with an increase in the anomalous perpendicular transport in the 'far' SOL or the plasma density at the separatrix.
核融合炉では、閉じ込め領域から失われたプラズマ粒子のかなりの割合が容器壁に到達する。これらの荷電粒子、すなわち電子と水素同位体イオンの再結合は、中性分子および原子の源となり、プラズマ中へリサイクリングする。ここでそれらは、特にプラズマイオンとの荷電交換(c-x)衝突に関与し、その結果として、無秩序な方向の速度を持つ高エネルギーの原子が生成される。これらの高温中性粒子のかなりの割合が壁に衝突し、流出する燃料および不純物イオンと同様に、壁の侵食を引き起こし、炉の運転時間を制限する。DEMOにおける壁侵食速度は、Xポイント近傍およびダイバータを越えたスクレイプオフ層の主要部において、磁束面を横切る荷電粒子および中性粒子の輸送を考慮し、さらに磁束面中心のずれ、伸長度、および三角変形度を考慮した一次元モデルを適用することにより評価される。リサイクリング中性粒子のc-xによって生成される原子は、侵食評価にとって特に重要であるそれらのエネルギー分布を明確に確定するために、運動論的にモデル化される。DEMOのタングステン壁装甲の侵食速度は、低磁場側においてフルパワー年あたり mmの顕著な最大値を持つ顕著なバルーニング特性を示し、『遠方』SOLにおける異常垂直輸送またはセパラトリックスでのプラズマ密度の増加に伴って減少することが実証される。