Plasma–material interaction (PMI) in tokamaks determines the life-time of first-wall (FW) components. Due to PMI, FW materials are eroded and transported within the device. Erosion is strongly influenced by the original morphology of the component, due to particle redeposition on near surface structures and to the changing of impact angle distributions, which results in an alteration of the sputtering effects. The Monte-Carlo impurity transport code ERO2.0 is capable of modelling the erosion of non-trivial surface morphologies due to plasma irradiation. The surface morphology module was validated against experimental data with satisfactory agreement. In this work, we further progress in the validation of the ERO2.0 capabilities by modelling both numerically generated surfaces as well as real surfaces, generated using atomic force microscopy (AFM) measurements of reference tungsten samples. The former are used to validate ERO2.0 against one of the morphology evolution models present in literature, in order to outline the conditions for reliable code solutions. Modifications induced in AFM-generated surfaces after argon and helium plasma irradiation are compared, showing a similar post-exposure morphology, mostly dominated by surface smoothing. Finally, the ERO2.0 morphology retrieved after He plasma exposure is compared to experimentally-available scanning electron microscopy and AFM measurements of the same surface morphology exposed in the linear plasma device GyM, showing the need for further improvements of the code, while a good agreement between experimental and simulated erosion rate is observed.

托卡马克中的等离子体-材料相互作用 (PMI) 决定了第一壁 (FW) 组件的使用寿命。由于 PMI，FW 材料在设备内被侵蚀和运输。由于粒子在近表面结构上的再沉积和撞击角分布的变化，腐蚀受到部件原始形态的强烈影响，这导致溅射效果的改变。Monte-Carlo 杂质传输代码 ERO2.0 能够模拟由于等离子体照射引起的非平凡表面形态的侵蚀。表面形态模块根据实验数据进行了验证，具有令人满意的一致性。在这项工作中，我们通过对数值生成的表面和真实表面进行建模，进一步验证 ERO2.0 功能，使用原子力显微镜 (AFM) 测量参考钨样品生成。前者用于对照文献中存在的一种形态演化模型来验证 ERO2.0，以概述可靠代码解决方案的条件。比较了氩和氦等离子体照射后在 AFM 生成的表面中诱导的改性，显示出类似的曝光后形态，主要由表面平滑主导。最后，将 He 等离子体暴露后检索到的 ERO2.0 形态与实验可用的扫描电子显微镜和线性等离子体设备 GyM 中暴露的相同表面形态的 AFM 测量进行比较，表明需要进一步改进代码，同时良好的观察到实验和模拟侵蚀率之间的一致性。前者用于对照文献中存在的一种形态演化模型来验证 ERO2.0，以概述可靠代码解决方案的条件。比较了氩和氦等离子体照射后在 AFM 生成的表面中诱导的改性，显示出类似的曝光后形态，主要由表面平滑主导。最后，将 He 等离子体暴露后检索到的 ERO2.0 形态与实验可用的扫描电子显微镜和线性等离子体设备 GyM 中暴露的相同表面形态的 AFM 测量进行比较，表明需要进一步改进代码，同时良好的观察到实验和模拟侵蚀率之间的一致性。前者用于对照文献中存在的一种形态演化模型来验证 ERO2.0，以概述可靠代码解决方案的条件。比较了氩和氦等离子体照射后在 AFM 生成的表面中诱导的改性，显示出类似的曝光后形态，主要由表面平滑主导。最后，将 He 等离子体暴露后检索到的 ERO2.0 形态与实验可用的扫描电子显微镜和线性等离子体设备 GyM 中暴露的相同表面形态的 AFM 测量进行比较，表明需要进一步改进代码，同时良好的观察到实验和模拟侵蚀率之间的一致性。为了概述可靠代码解决方案的条件。比较了氩和氦等离子体照射后在 AFM 生成的表面中诱导的改性，显示出类似的曝光后形态，主要由表面平滑主导。最后，将 He 等离子体暴露后检索到的 ERO2.0 形态与实验可用的扫描电子显微镜和线性等离子体设备 GyM 中暴露的相同表面形态的 AFM 测量进行比较，表明需要进一步改进代码，同时良好的观察到实验和模拟侵蚀率之间的一致性。为了概述可靠代码解决方案的条件。比较了氩和氦等离子体照射后在 AFM 生成的表面中诱导的改性，显示出类似的曝光后形态，主要由表面平滑主导。最后，将 He 等离子体暴露后检索到的 ERO2.0 形态与实验可用的扫描电子显微镜和线性等离子体设备 GyM 中暴露的相同表面形态的 AFM 测量进行比较，表明需要进一步改进代码，同时良好的观察到实验和模拟侵蚀率之间的一致性。