Коэффициенты распыления вольфрама легкими примесями плазмы

Проведены расчеты коэффициентов распыления вольфрама (материала дивертора в токамаке ИТЭР) атомами примесей в плазме He, Be, N, O при энергии соударения 0.010–100 КэВ методом Монте-Карло. Для расчета траектории налетающей частицы применяли парные потенциалы, полученные в рамках теории функционала плотности. В эти потенциалы вносили коррекцию на параметры потенциальной ямы, полученные из измерений методами спектроскопии. Мишень состояла из кристаллов вольфрама размером в одну постоянную решетки, случайно ориентированных в пространстве. Далее рассчитывали траектории частиц отдачи с использованием многочастичных потенциалов, рассчитанных с использованием теории функционала плотности. Учитывали тепловые колебания атомов мишени. Амплитуда колебаний принималась равной 0.05 Å, что соответствовало комнатой температуре. Показана сильная зависимость результатов от формы поверхностного потенциального барьера и представлены результаты для двух предельных случаев состояния поверхности: плоская поверхность, когда реализуется плоскостной поверхностный потенциальный барьер, и поверхность, состоящая из остриев, когда реализуется сферический потенциальный барьер. В эксперименте поверхность имеет некоторую шероховатость, которая зависит от условий эксперимента. Показано, что результаты экспериментов лежат между рассмотренными нами предельными случаями. Получена информация о средней энергии распыленных атомов и угловых распределений, необходимая для расчета поступления примесей в плазму токамака.