計算機シミュレーションによる核融合装置プラズマ対向壁付近の粒子放出現象の研究

利用计算机模拟研究聚变装置等离子体面壁附近的粒子发射现象

• 批准号: 11780359
• 负责人: 河田 純
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Takuma National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780359/
• 关键词: 計算機シミュレーション; 核融合装置; プラズマ・壁表面相互作用; イオン反射; スパッタリング; 電子放出; 表面損耗・堆積; 材料改質

核融合実験装置内の粒子放出現象(イオン反射,スパッタリング,電子放出)に関する詳細な情報を得るために、次のような計算機シミュレーションのプログラムの改良と開発を行い、計算を行った。1.電子放出(1)光学モデルにより電子の固体内電子励起断面積を計算し、それを用いて計算を行い、特性(放出比,放出エネルギー分布,放出角度分布)を再現した。(2)多価イオンによるカイネティック放出に、密度汎関数法により計算したイオンの固体内電子励起断面積を用いて計算を行い、特性を再現した。(3)多価イオンによるポテンシャル放出と、それによる固体内部の電子カスケード現象を考慮したモデルを用い、計算を行い、実験結果の一部が説明可能になった。2.プラズマ中の粒子輸送(1)放出粒子(イオン,中性粒子,電子)のプラズマ中の輸送現象(シースポテンシャルや斜め入射磁界等による)を考慮したモデルを用い、粒子放出現象の計算を行い、実験結果が説明可能になった。(2)放出粒子の電離や荷電交換を考慮したモデルを用い、粒子放出現象の計算を行った。3.プラズマ対向壁材料の変化(1)材料表面凹凸を考慮したモデルを用い、粒子放出現象の計算を行い、実験結果が説明可能になった。(2)プラズマ粒子衝撃と、放出粒子のプラズマ中の粒子輸送により生じる、材料の表面損耗や堆積を物理的、化学的に考慮したモデルを用い、粒子放出現象の計算を行い、実験結果が説明可能になった。(3)壁材料の昇華や蒸発、材料内で生じている化学的変化等を一部考慮したモデルを用い、粒子放出現象の計算を行い、実験結果が説明可能になった。上記のデータやモデルを全て考慮した計算機シミュレーションのプログラムを開発し、粒子放出現象に関する計算結果を同時に得られるようになったが、更に改良を加える必要がある。

The emission of particles in the nuclear fusion device (radar reflection, thermal emission, computer emission) is highly sensitive to the emission of particles in the nuclear fusion device (radar reflection, thermal emission, computer emission). The computer is in a bad situation. 1. The discharge of electrons (1) the active calculation of the excitation cross section of the solid, the calculation of the operation and the characteristics (discharge ratio, emission temperature distribution, angle distribution) in the solid state. (2) the active cross-section of the excited electrons in the solid is calculated by the density numerical method, and the active cross-section of the electrons in the solid is calculated by the density numerical method. (3) the multi-purpose equipment is used for the discharge of electrical equipment, the internal electrical equipment of the solid, the computer, the calculation and the results of the test. two。 The main contents of this paper are as follows: (1) the emission of particles (cold, neutral, electrons) is related to the emission of particles. (1) the emission of particles (neutrals, electrons) is related to the emission of particles. (1) the emission of particles (neutrals, electrons, electrons). (2) the emission of particles, the separation of particles, the exchange of charges, the calculation of the emission of particles and the calculation of the emission of particles. 3. The main results are as follows: (1) the concavity and convexity of the surface of the material, the emission of particles and the calculation of the results show that it is possible to change the surface of the material. (2) the emission of particles, the transfer of particles to the raw materials, the physical and chemical tests of the surface consumption of materials, the calculation of the emission of particles, and the results show that it is possible to use them. (3) the evaporation of wall materials, the chemistry of chemical compounds in materials, etc., and the calculation of the emission of particles shows that it is possible to use them. In the previous computer system, the computer was used to calculate the emission of particles. At the same time, the results of the calculation were improved and the necessary information was improved.

项目成果

R. KAWAKAMI: "Simultaneous Calculation of Reflection, Physical Sputtering and Secondary Electron Emission from a Metal Surface due to Impact of Low-Energy Ions"Japnese Journal of Applied Physics. 38・10. 6058-6065 (1999)

R. KAWAKAMI：“低能离子撞击引起的金属表面反射、物理溅射和二次电子发射的同时计算”，日本应用物理学杂志 38・10（1999 年）。

K. Ohya: "Simultaneous calculation of ion-induced kinetic electron emission and physical sputtering: a comparison between emission of electrons and atoms from solids"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. (in press). (2000)

K. Ohya：“离子诱导动能电子发射和物理溅射的同时计算：固体中电子和原子发射的比较”核仪器和物理研究方法 B.（出版中）。

K. Nishimura: "Comparative Study of Secondary Electron Emission from Solids under Positron and Electron Impacts"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. (in press). (2000)

K. Nishimura：“正电子和电子撞击下固体二次电子发射的比较研究”物理研究 B 中的核仪器和方法（出版中）。

K.Nishimura: "Comparative study of secondary electron emission from solids under positron and electron impacts"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 164-165. 903-909 (2000)

K.Nishimura：“正电子和电子撞击下固体二次电子发射的比较研究”物理研究中的核仪器和方法 B.164-165。

J. Kawata: "Monte Carlo Simulation of Ion Reflection, Physical Sputtering and Kinetic Electron Emission fromn Solid Due to Ion Impacts"THE BULLETIN OF TAKUMA NATIONAL COLLEGE OF TECHNOLOGY. 27. 73-88 (1999)

J. Kawata：“由于离子撞击而导致固体中离子反射、物理溅射和动能电子发射的蒙特卡罗模拟”TAKUMA 国立工业大学公报。