Accounting for Edge Plasma Parameters Dynamics at Jet Divertor Sputtering Estimation During Edge-Localized Modes

Abstract

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, РоссияРаспыление вольфрамовых диверторных пластин на токамаке JET c ИТЭР -подобной стенкой при импульсных срывах энергии и частиц плазмы (ELM) является одним из основных источников примеси вольфрама в центральной плазме. Разработана методика моделирования движения ионов в ELM, использующая измеренные ленгмюровскими зондами профили плотности ионного потока на диверторную пластину, позволяющая оценить распыление вольфрамовых диверторных пластин во время ELM и между ELM. Учёт уменьшения температуры и плотности плазмы в области пьедестала при его разрушении во время ELM позволил получить согласующиеся с измерениями профили потока частиц и тепла в диверторе при физически обосн ованной величине длины магнитной линии от пьедестала до поверхности пластин дивертора. Оценка потока распыл ённых атомов вольфрама с диверторной пластины показала, что ELM первого типа вносят существенный вклад (~85%) в распыл ение диверторной пластины в разрядах на JET, что согласуется со спектроскопическими измерениями излучения распыленных атомов вольфрама на длине волны 400,9 нм.Ключевые слова: физическое распыление, ELM, вольфрамовый дивертор, JET.The sputtering of tungsten divertor tiles at JET ITER-like wall (ILW) during Edge-Localized Modes (ELM) is one of the main sources of W impurity in the core plasma. The analytical approach for interpretation of the Langmuir probe (LP) measurements of ion flux at the divertor tile is elaborated to model the ELM ion parallel transport and to estimate the W sputtering flux from divertor in inter-and intra-ELM conditions. Accounting for the pedestal temperature and density decrease at the pedestal crash during ELM allows obtaining the particle and heat fluxes profiles at the divertor tile corresponding to the measurements at the physically correct magnetic connection length. Estimates of tungsten sputtered flux in intra-ELM and inter-ELM conditions show that Type I ELMs contribute significantly (~85%) to the overall tungsten sputtering which is in a good agreement with the divertor optical emission spectroscopy on the 400.9 nm atomic neutral tungsten line in JET discharges.