Effect of surface morphology on erosion of metallic plasma-facing materials modelled with the 3D Monte-Carlo code ERO

  • Die Oberflächenrauheit hat einen entscheidenden Einfluss auf die Erosion von metallischen Oberflächen bei Plasma und bestimmt die effektive Sputterausbeute und die Winkel- / Energieverteilung der erodierten Atome. Der 3D-Monte-Carlo-Code ERO2.0 ist ein vielseitiges Werkzeug zur Beschreibung der Erosion von Oberflächen und des Transports erodierter Verunreinigungen im Plasma. Ein Modell, das die Wechselwirkung zwischen Plasma und Oberfläche mit rauer Oberfläche beschreibt, wurde in den ERO2.0-Code implementiert und mithilfe Plasmaexperimenten am linearen Plasmagerät PSI-2 validiert. Die Experimente haben eine Verringerung der Nettoerosion um bis zu 40% für die Oberflächenrauheit von 600 nm (im Vergleich zur glatten Oberfläche) gezeigt, was mit prädiktiven ERO2.0-Simulationen übereinstimmt. Anschließend wurde neues ERO2.0 Oberflächenmodell auf den JET ITER-like Wall Tokamak angewendet, was die Verringerung der Erosion um den Faktor \(\approx\)2 für die Oberflächenrauheit von 10 \(\mu\)m gezeigt hat.

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Metadaten
Author:Alina EksaevaGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-74667
DOI:https://doi.org/10.13154/294-7466
Referee:Bernhard UnterbergORCiDGND, Tsanko TsankovORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2020/08/24
Date of first Publication:2020/08/24
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2020/01/30
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Simulation; Plasma; Rauigkeit; Oberfläche; Spektroskopie
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
faculties:Fakultät für Physik und Astronomie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht