Global tungsten migration, thus erosion, transport, and deposition, in the EU-DEMO tokamak is investigated using ERO2.0 simulations for an argon-seeded ELM-free H-mode plasma scenario with expected 2 GW fusion power developed with the narrow-grid version of the SOLPS-ITER code. The tungsten erosion calculations by the plasma background include contributions from all ionic charge states of deuterium, helium, and argon, as well as deuterium charge-exchange neutrals. The latter is estimated in the framework of advanced kinetic energy spectra recorded at various poloidal locations across the device. Since the SOLPS-ITER plasma solution demands an extrapolation of plasma parameters up to first wall panels made of tungsten, different assumptions on the far-SOL plasma temperature profiles ranging from 2 eV to about 10 eV are applied in order to study their impact on tungsten erosion and transport on EU-DEMO. The simulations reveal that main chamber erosion is dominated by charge-exchange neutrals for very cold far-SOL conditions of 2 eV, while it is driven by argon ions and tungsten self-sputtering when going to higher temperatures. This is different for the semi-detached divertor, where the erosion is clearly dominated by argon ions in all cases. The ratio between divertor to main chamber source is found to decrease from roughly 10 to 3 with increasing far-SOL temperature. A net main chamber to divertor transport of tungsten is observed and explained by long ionization mean free paths of sputtered tungsten atoms, ranging from 50% and 39% for the applied [] far-SOL assumptions.
EU-DEMOトカマクにおけるタングステンのグローバルな移動、すなわち侵食、輸送、堆積は、SOLPS-ITERコードの狭グリッド版を用いて開発された、予想される2 GWの核融合出力を有するアルゴンシードELMフリーHモードプラズマシナリオに対して、ERO2.0シミュレーションを用いて調査される。背景プラズマによるタングステン侵食計算には、重水素、ヘリウム、アルゴンの全イオン種からの寄与と、重水素電荷交換中性粒子が含まれる。後者は、装置全体の様々なポロイダル位置で記録された高度な運動エネルギースペクトルの枠組みで推定される。SOLPS-ITERプラズマ解は、タングステン製の第一壁パネルまでのプラズマパラメータの外挿を必要とするため、2 eVから約10 eVの範囲のfar-SOLプラズマ温度プロファイルに関する異なる仮定が、EU-DEMOにおけるタングステン侵食と輸送への影響を研究するために適用される。シミュレーションにより、メインチャンバーの侵食は、2 eVの非常に低温のfar-SOL条件では電荷交換中性粒子によって支配され、より高い温度ではアルゴンイオンとタングステン自己スパッタリングによって駆動されることが明らかになる。これは半非接触ダイバータでは異なり、そこでの侵食は全ての場合において明らかにアルゴンイオンによって支配される。ダイバータとメインチャンバーのソースの比は、far-SOL温度の増加に伴っておよそ10から3へ減少することが見出される。タングステンのメインチャンバーからダイバータへの正味の輸送が観察され、それはスパッタされたタングステン原子の長い電離平均自由行程によって説明され、その範囲は適用された[] far-SOL仮定に対して50%と39%である。