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Book Etude par simulation num  rique du transport radial dans le plasma de bord du tokamak

Download or read book Etude par simulation num rique du transport radial dans le plasma de bord du tokamak written by Satoru Sugita and published by . This book was released on 2011 with total page 144 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Il est maintenant accepté expérimentalement que les filaments de plasma alignés sur le champ magnétique, appelés “blobs”, jouent un rôle important dans le transport dans le plasma de bord. Dans cette thèse, les phénomènes fondamentaux du transport dans le plasma de bord sont étudiés en mettant l'accent sur le phénomène de filaments plasma. Dans un premier temps, les mécanismes de propagation de blobs uniques sont envisagés. Puis la génération de blobs par la turbulence de bord est étudiée, et le transport turbulent est discuté entant que phénomène collectif. Des particularités du transport turbulent, incluant les blobs auto-organisés, sont reliées à un transport de type Bohm (c'est à dire des perturbations avec des corrélations radiales longues, et un coefficient de transport effectif quisuit la dépendance Bohm). De plus, en prolongement de ce travail, un effort initial vers une transposition du transport non-local au plasmade bord est décrite.

Book Mod  lisation et analyse du transport des particules dans un plasma de Tokamak

Download or read book Mod lisation et analyse du transport des particules dans un plasma de Tokamak written by Patrice Laporte and published by . This book was released on 1996 with total page 120 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'OBJET DE CETTE THESE EST L'ETUDE DU TRANSPORT DE PARTICULES DANS UN PLASMA DE TOKAMAK. ELLE A POUR TOILE DE FOND LA SIMULATION DE DECHARGES DE TOKAMAK. UN MODELE PHYSIQUE A ETE ELABORE POUR DECRIRE LE TRANSPORT DES IONS ET DES ATOMES NEUTRES DANS LES TOKAMAKS. L'EFFORT A SURTOUT PORTE SUR LA MODELISATION DU TRANSPORT DES ATOMES NEUTRES. L'OUTIL NUMERIQUE QUI DECOULE DE CE MODELE DE TRANSPORT PERMET, EN ASSURANT LA COMPATIBILITE AVEC LES DONNEES EXPERIMENTALES, D'IDENTIFIER LES COEFFICIENTS DE DIFFUSION ET DE CONVECTION QUI DETERMINENT LE FLUX DE PARTICULES. IL PERMET AUSSI CALCULER UN TEMPS DE CONFINEMENT DES PARTICULES REPRESENTATIF DU CUR DU PLASMA. DEUX RESULTATS EMERGENT DE L'ETUDE DU CONFINEMENT DES PARTICULES A PARTIR DES DEPOUILLEMENTS D'EXPERIENCES DU TOKAMAK TORE SUPRA. TOUT D'ABORD, LES VALEURS DES COEFFICIENTS DE TRANSPORT RESTENT SUPERIEURES AUX PREVISIONS THEORIQUES DANS LA REGION DU BORD DU PLASMA. ET ELLES DECROISSENT LORSQUE LA DENSITE ELECTRONIQUE MOYENNE AUGMENTE. CE COMPORTEMENT EST SIMILAIRE A CELUI DU TRANSPORT DE LA CHALEUR. L'ANOMALIE DU TRANSPORT PRESENTE CERTAINES CARACTERISTIQUES PROPRES A UNE TURBULENCE ELECTROSTATIQUE PROVOQUEE PAR L'INSTABILITE DITE D'IONISATION QUI APPARAIT COMME UN CANDIDAT AU BORD DU PLASMA ET A BASSE DENSITE. LE SECOND RESULTAT CONCERNE LA PARTIE CENTRALE DU PLASMA OU CERTAINES CARACTERISTIQUES PREVUES PAR CETTE THEORIE SE FONT JOUR. EN EFFET, LE FLUX DE CONVECTION DES PARTICULES EST COMPATIBLE AVEC LES PREVISIONS THEORIQUES. PAR CONTRE, LE COEFFICIENT DE DIFFUSION RESTE ANORMAL SUR TOUTE LA DECHARGE. UNE PEINTURE ASSEZ COMPLETE DU TRANSPORT DE PARTICULES DANS UN PLASMA DE TOKAMAK EST APPORTEE.

Book Collisional Transport of Trace Impurity Ions and the Role of the Radial Electric Field in Spherical Tokamak Plasmas

Download or read book Collisional Transport of Trace Impurity Ions and the Role of the Radial Electric Field in Spherical Tokamak Plasmas written by Christopher G. Wrench and published by . This book was released on 2012 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The mitigation and control of impurities, or non-fuel ions, in tokamak plasmas is vital for reducing energy losses and an understanding of impurity transport is required in order to predict the performance of present and future tokamak devices. The development and application of a full orbit, test particle code to the study of the collisional transport of test impurity ions in spherical tokamak plasmas is presented. This code is tested against the standard analytic description of collisional transport in magnetised plasmas and is demonstrated to be particularly suited to the study of the tight aspect ratio of the spherical tokamak design. The principle results of the present work concern the investigation of the role of the radial electric field, a feature of high performance tokamak plasmas, on collisional ion transport. It is found that a static radial electric field leads to a significant reduction in the radial transport of test impurity ions. This effect may be explained in terms of a novel radial drift of the test ions arising due to the introduction of collisional Langevin terms to the full orbit, test particle equations of motion. This has significant implications for the confinement of impurity ions in high performance, steady state tokamak discharges. A scaling of this modification with impurity particle mass and charge numbers is derived analytically and verified numerically and a scaling with electric field parameters is derived numerically. A time dependent radial electric field, which models a number of transient events in tokamak plasmas such as the low- to high-mode transition and edge localised modes, is also investigated and attempts at a preliminary comparison between experimental and numerical observations of impurity transport in spherical tokamak devices is presented.

Book Theory of Tokamak Transport

Download or read book Theory of Tokamak Transport written by Leslie Colin Woods and published by John Wiley & Sons. This book was released on 2006-05-12 with total page 252 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: In this new approach for a consistent transport theory in nuclear fusion processes Leslie Woods draws on over 40 years of fusion research to directly compare theoretical findings with experimental results, while taking into account recently discovered phenomena. This is thus the first book to find theoretical explanations to the sometimes-puzzling tokamak observations. Following a look at the quest for fusion power, the author goes on to examine tokamak magnetic fields and energy losses, as well as plasma flow and loop voltage. There is also a discussion of the technical constraints on the recently announced ITER design.

Book Anomalous Radial Transport in Tokamak Edge Plasma

Download or read book Anomalous Radial Transport in Tokamak Edge Plasma written by Vasudeva Raghavendra Kowsik Bodi and published by . This book was released on 2010 with total page 72 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Energy from nuclear fusion of Hydrogen isotopes is a possible alternative to fossil fuels. For this to be of practical utility, confinement of Hydrogen in a plasma state for a minimum duration is necessary. Since confinement is strongly affected by radial transport processes, understanding the observed modes of radial transport in confined plasma is of vital importance for progress towards fusion energy. The present dissertation is aimed at studying radial (cross-field) transport in the tokamak edge plasma. The present thesis is divided into three parts : In the first part, we present a model of generation of intermittent convective meso-scale structures (blobs) based on the synergy of the interchange drive and nonlinear effects associated with drift-wave turbulence. In the second part, we attempt to explain the preferential propagation of blobs radially outward as a consequence of the radially decreasing density of a confined plasma. In the third part, we present a model for simulating anomalous radial transport in kinetic codes for tokamak edge plasma.

Book TEMPEST Simulations of the Plasma Transport in a Single Null Tokamak Geometry

Download or read book TEMPEST Simulations of the Plasma Transport in a Single Null Tokamak Geometry written by and published by . This book was released on 2010 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: We present edge kinetic ion transport simulations of tokamak plasmas in magnetic divertor geometry using the fully nonlinear (full-f) continuum code TEMPEST. Besides neoclassical transport, a term for divergence of anomalous kinetic radial flux is added to mock up the effect of turbulent transport. In order to study the relative roles of neoclassical and anomalous transport, TEMPEST simulations were carried out for plasma transport and flow dynamics in a single-null tokamak geometry, including the pedestal region that extends across the separatrix into the scrape-off layer and private flux region. In a series of TEMPEST simulations were conducted to investigate the transition of midplane pedestal heat flux and flow from the neoclassical to the turbulent limit and the transition of divertor heat flux and flow from the kinetic to the fluid regime via an anomalous transport scan and a density scan. The TEMPEST simulation results demonstrate that turbulent transport (as modelled by large diffusion) plays a similar role to collisional decorrelation of particle orbits and that the large turbulent transport (large diffusion) leads to an apparent Maxwellianization of the particle distribution. Moreover, we show the transition of parallel heat flux and flow at the entrance to the divertor plates from the fluid to the kinetic regime. For an absorbing divertor plate boundary condition, a non-half-Maxwellian is found due to the balance between upstream radial anomalous transport and energetic ion endloss.

Book A Computer Model of Radial Transport in Tokamaks

Download or read book A Computer Model of Radial Transport in Tokamaks written by Paul Harding Rutherford and published by . This book was released on 1976 with total page 147 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Book Mod  lisation et contr  le hamiltonien du transport radial dans les plasmas magn  tis  s    configuration lin  aire

Download or read book Mod lisation et contr le hamiltonien du transport radial dans les plasmas magn tis s configuration lin aire written by Olivier Izacard and published by . This book was released on 2011 with total page 135 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans l'optique de produire de l'énergie à travers les réactions de fusion, nous sommes amenés à étudier des phénomènes physiques qui ont lieux dans les tokamaks. Les instabilités qui existent dans les tokamaks peuvent fortement dégrader le confinement et ont un impacte sur le fonctionnement de futurs réactions à fusion. Des mesures révèlent un fort transport radial. Même si ce transport radial est en partie est une conséquence des collisions, l'instabilité d'interchange est la source dominante à ce transport puisque le type de plasmas nous intéressant sont faiblement collisionnels. Dans la limite non collisionnelle, la description hamiltonienne permet de décrire le système dynamique des particules du plasmas dans un champ électromagnétique. Nous donnons de l'importance à cette description afin de pouvoir accéder aux outils hamiltoniens.Nous travaillons sur la modélisation et le contrôle hamiltonien du transport radial. Après avoir écrit le modèle hamiltonien des particules d'un plasma magnétisé, nous introduisons les réductions de ce modèle lagrangien en modèles eulériens réduits afin de s'adapter à certains calculs numériques et théoriques. Ces réductions donnent lieux aux équations fluides hamiltonien. Cependant, nous montrons que ces réductions peuvent faire perdre la propriété hamiltonienne. En particulier pour obtenir un modèle ayant la température des ions (puisqu'elle n'est pas négligeable au centre du plasma), nous montrons la procédure conservant la propriété hamiltonienne à partir du modèle sans température des ions.Quant à l'étude du transport radial, nous appliquons une des propriétés hamiltoniennes (le contrôle) afin de créer une barrière de transport par des perturbations du système. Nous étudions de manière idéale l'effet du contrôle à travers la dynamique lagrangienne des traceurs appelés particules test. Nous faisons particulièrement des efforts dans la prise en compte des contraintes numériques et expérimentales. Nous montrons notamment la robustesse du contrôle lors de l'application des perturbations par des sondes de Langmuir.Finalement, nous étudions l'application du contrôle dans un modèle eulérien décrivant la rétroaction du plasmas (à travers la densité et le potentiel électrique) lorsque nous appliquons les perturbations. Cette étape permet de prendre en compte le couplage du système plasma-perturbations. En utilisant un code fluide permettant de décrire le plasma de bord lors de perturbations générées par des sondes de Langmuir. Nous développons un algorithme permettant de calculer le contrôle en tout temps en fonction du potentiel électrique. Nous montrons alors que la valeur moyenne du potentiel électrique joue un rôle important pour l'application du contrôle dans un modèle fluide.

Book An Axially Averaged radial Transport Model of Tokamak Edge Plasmas

Download or read book An Axially Averaged radial Transport Model of Tokamak Edge Plasmas written by A. K. Prinja and published by . This book was released on 1984 with total page 16 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Book Transport Simulations for Tokamak Edge plasmas

Download or read book Transport Simulations for Tokamak Edge plasmas written by and published by . This book was released on 2000 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The edge plasma plays key roles in tokamak devices: generates the edge transport-barrier yielding the L-H core confinement transition, distributes the core charged-particle energy to surrounding material surfaces, shields the core from impurities, and removes helium ash in fusion plasmas. The transport of density, momentum, and energy in the near-separatrix edge region, and the corresponding self-consistent electrostatic potential, require a two-dimensional description, here incorporated into the UEDGE code. In the direction across the B-field, both turbulent transport and classical cross-field flows are important. The role of classical flows is analyzed in detail in the presence of an assumed diffusive turbulent transport. Results and explanations are given for the generation of radial electric field near the separatrix, edge plasma asymmetries and differences between double-null DIII-D and NSTX devices, comparisons with DIII-D diagnostics for single-null divertor, and core/edge transport coupling.

Book Transport de chaleur   lectronique dans un tokamak par simulation num  rique directe d une turbulence de petite   chelle

Download or read book Transport de chaleur lectronique dans un tokamak par simulation num rique directe d une turbulence de petite chelle written by Benoît Labit and published by . This book was released on 2008 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La compréhension de l'état turbulent d'un plasma de fusion, responsable du faible temps de confinement observé, constitue un enjeu fondamental vers la production d'énergie par cette voie. Pour les machines les plus performantes, les tokamaks, les conductivités thermiques ionique et électronique mesurées sont du même ordre de grandeur. Les sources potentielles de la turbulence sont les forts gradients de température, de densité présents au cœur d'un plasma de tokamak. Si les pertes de chaleur par le canal ionique sont relativement bien comprises, l'origine du fort transport de chaleur électronique est quant à elle largement inconnue. En plus des fluctuations de vitesses électrostatiques, il existe des fluctuations de vitesses magnétiques, auxquelles des particules rapides sont particulièrement sensibles. Expérimentalement, le temps de confinement peut s'exprimer en fonction de paramètres non adimensionnels. Ces lois d'échelle sont encore trop imprécises, néanmoins de fortes dépendances en fonction du rapport de la pression cinétique à la pression magnétique, ß et du rayon de Larmor normalisé, p* sont prédites. La thèse proposée ici cherche à déterminer la pertinence d'un modèle fluide non linéaire, électromagnétique, tri-dimensionnel, basé sur une instabilité particulière pour décrire les pertes de chaleur par le canal électronique et de déterminer les dépendances du transport turbulent associé en fonction de paramètres adimensionnels, dont ß et p*. L'instabilité choisie est une instabilité d'échange générée par le gradient de température électronique (Electron Temperature Gradient (ETG) driven turbulence en anglais). Ce modèle non linéaire est construit à partir des équations de Braginskii. Le code de simulation développé est global au sens qu'un flux de chaleur entrant est imposé, laissant les gradients libres d'évoluer. A partir des simulations non linéaires, nous avons pu mettre en évidence trois caractéristiques principales pour le modèle ETG fluide : le transport de chaleur turbulente est essentiellement électrostatique ; les fluctuations de potentiel et de pression forment des structures radialement allongées ; le niveau de transport observé est beaucoup plus faible que celui mesuré expérimentalement. L'étude de la dépendance du transport de chaleur en fonction du rapport de la pression cinétique à la pression magnétique a montré un faible impact de ce paramètre mettant ainsi en défaut la loi empirique d'Ohkawa. En revanche, il a été montré sans ambiguïté le rôle important du rayon de Larmor électronique normalisé dans le transport de chaleur : le temps de confinement est inversement proportionnel à ce paramètre. Enfin, la faible dépendance du transport de chaleur turbulent en fonction du cisaillement magnétique et de l'inverse du rapport d'aspect a été mise en évidence. Bien que le niveau de transport observé dans les simulations soit plus faible que celui mesuré expérimentalement, nous avons tenté une confrontation directe avec un choc de Tore Supra. Ce tokamak est particulièrement bien désigné pour étudier les pertes de chaleur électronique. En conservant la plupart des paramètres d'un choc bien référencé de Tore Supra, la simulation non linéaire obtenue donne un seuil en gradient de température proche de la valeur expérimentale. Le niveau de transport observé est plus faible d'un facteur cinquante environ que le transport mesuré. Un paramètre important qui n'a pu être conservé est le rayon de Larmor normalisé. La limitation en p* devra être franchie afin de confirmer ces résultats. Enfin une rigoureuse confrontation avec des simulations girocinétiques permettra de disqualifier ou non l'instabilité ETG pour rendre compte des pertes de chaleur observées.

Book Integrated Model for Transport and Large Scale Instabilities in Tokamak Plasmas

Download or read book Integrated Model for Transport and Large Scale Instabilities in Tokamak Plasmas written by Federico David Halpern and published by . This book was released on 2009 with total page 140 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Improved models for neoclassical tearing modes and anomalous transport are developed and validated within integrated modeling codes to predict toroidal rotation, temperature and current density profiles in tokamak plasmas. Neoclassical tearing modes produce helical filaments of plasma, called magnetic islands, which have the effect of degrading tokamak plasma confinement or terminating the discharge. An improved code is developed in order to compute the widths of multiple simultaneous magnetic islands whose shapes are distorted by the radial variation in the magnetic perturbation [F. D. Halpern, et al., J. Plasma Physics 72 (2006) 1153]. It is found in simulations of DIII-D and JET tokamak discharges that multiple simultaneous magnetic islands produce a 10% to 20% reduction in plasma thermal confinement. If magnetic islands are allowed to grow to their full width in ITER fusion reactor simulations, fusion power production is reduced by a factor of four [F. D. Halpern, et al., Phys. Plasmas 13 (2006) 062510]. In addition to improving the prediction of neoclassical tearing modes, a new Multi-Mode transport model, MMM08, was developed to predict temperature and toroidal angular frequency profiles in simulations of tokamak discharges. The capability for predicting toroidal rotation is motivated by ITER simulation results that indicate that the effects of toroidal rotation can increase ITER fusion power production [F. D. Halpern et al., Phys. Plasmas 15 (2008), 062505]. The MMM08 model consists of an improved model for transport driven by ion drift modes [F. D. Halpern et al., Phys. Plasmas 15 (2008) 012304] together with a model for transport driven by short wavelength electron drift modes combined with models for transport driven by classical processes. The new MMM08 transport model was validated by comparing predictive simulation results with experimental data for 32 discharges in the DIII-D and JET tokamaks. It was found that the prediction of intrinsic plasma rotation is consistent with experimental measurements in discharges with zero net torque. A scaling relation was developed for the toroidal momentum confinement time (angular momentum divided by net torque) as a function of plasma current and torque per ion.

Book A Study of Radial Thermal Transport on the DITE Tokamak by Modulated ECRH Anda Synchronous Detection Technique

Download or read book A Study of Radial Thermal Transport on the DITE Tokamak by Modulated ECRH Anda Synchronous Detection Technique written by Nicholas Deliyanakis and published by . This book was released on 1987 with total page 79 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Book Simulation of Large Parallel Plasma Flows in the Tokamak SOL Driven by Cross Field Transport Asymmetries

Download or read book Simulation of Large Parallel Plasma Flows in the Tokamak SOL Driven by Cross Field Transport Asymmetries written by and published by . This book was released on 2006 with total page 13 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Large-Mach-number parallel plasma flows in the single-null SOL of different tokamaks are simulated with multi-fluid transport code UEDGE. The key role of poloidal asymmetry of cross-field plasma transport as the driving mechanism for such flows is discussed. The impact of ballooning-like diffusive and convective transport and plasma flows on divertor detachment, material migration, impurity flows, and erosion/deposition profiles is studied. The results on well-balanced double null plasma modeling that are indicative of strong asymmetry of cross-field transport are presented.

Book Etude des flux de mati  re dans le plasma de bord des tokamaks

Download or read book Etude des flux de mati re dans le plasma de bord des tokamaks written by Patrick Tamain and published by . This book was released on 2007 with total page 174 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le transport de la matière dans la zone de bord des tokamaks joue un rôle déterminant à la fois au centre sur les performances du plasma, puisqu’il gouverne l’établissement des profils de densité à partir de l’alimentation externe en particules, et en périphérie sur la durée de vie des composants face au plasma, puisqu’il fixe les flux de particules et d’énergie tombant sur les parois. Ce sujet reste cependant relativement peu exploré car l’interaction du plasma avec d’importants puits et sources de matière, quantité de mouvement et énergie rend la modélisation complexe. Dans la perspective d’ITER, des interrogations subsistent en particulier sur la capacité des systèmes d’alimentation par injection de gaz à atteindre les niveaux de densité élevés souhaités sans dégrader le confinement du plasma, ainsi que sur la forme des profils de densité obtenus et l’intensité des écoulements de matière au bord. Cette thèse s’inscrit dans un effort visant à mieux cerner les mécanismes régissant les flux de matière dans le plasma de bord et leur impact sur ces questions. Dans une première phase de notre travail, nous proposons une approche originale pour la modélisation de l’alimentation par injection de gaz en nous focalisant sur l’impact thermique de l’injection sur le plasma. En nous appuyant sur des modèles analytiques et numériques à nombre réduit de dimensions, nous démontrons en particulier l’existence de bifurcations thermiques déclenchées par l’injection et leur importance dans la dynamique du dépôt de matière. On montre ainsi que dans le cas de Tore Supra, le refroidissement local lié à une forte injection peut permettre une pénétration accrue de la matière (r/a = 1.1 à r/a = 0.9 en rayon normalisé), mais peut également mener à un déséquilibre thermique de l’ensemble du plasma en deçà d’un certain ratio puissance de chauffage / source de particules. L’extrapolation de cette étude pour ITER reste pessimiste quant à la profondeur de pénétration des neutres injectés. Toutefois, la sensibilité des résultats de ces modèles simplifiés à l’interaction entre les directions parallèle et perpendiculaire au champ magnétique montre la nécessité de développer des outils numériques modélisant de façon cohérente le transport de la matière dans les deux directions. Ceci a mené au développement d’un nouveau code 3D, présenté dans la seconde partie de ce travail. Il s’agit d’un code global en géométrie torique, prenant en compte les effets de courbure. Il résout les équations de dérive fluide électrostatique sans hypothèse de séparation d’échelle, ce qui permet de traiter avec le même outil les problématiques de transport à grande échelle comme les phénomènes de turbulence à petite échelle. Deux versions du code ont été développées et validées : l’une se place dans les lignes de champ fermées ; l’autre, plus lourde numériquement, inclut à la fois la Scrape Off Layer (SOL) et la partie externe du plasma confiné. Dans une dernière partie, le code est appliqué à la problématique des asymétries poloïdales sur les écoulements de matière dans la SOL, observées expérimentalement mais dont l’origine reste difficile à expliquer. Les simulations reproduisent l’ordre de grandeur des amplitudes mesurées et mettent à jour deux mécanismes distincts susceptibles de jouer un rôle dans ce phénomène, l’un à grande échelle, l’autre au niveau de la turbulence. Le premier vient d’un couplage entre les dérives à grande échelle et les effets de courbure dans la SOL, le second est lié à un ballonnement du flux radial turbulent côté faible champ. Enfin, l’importance de la résistivité parallèle du plasma sur les caractéristiques du transport turbulent est analysée et nous revenons sur l’impact d’une injection localisée de matière sur les propriétés de la turbulence.

Book Driven Rotation  Self Generated Flow  and Momentum Transport in Tokamak Plasmas

Download or read book Driven Rotation Self Generated Flow and Momentum Transport in Tokamak Plasmas written by John Rice and published by Springer. This book was released on 2023-01-15 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This book provides a comprehensive look at the state of the art of externally driven and self-generated rotation as well as momentum transport in tokamak plasmas. In addition to recent developments, the book includes a review of rotation measurement techniques, measurements of directly and indirectly driven rotation, momentum sinks, self-generated flow, and momentum transport. These results are presented alongside summaries of prevailing theory and are compared to predictions, bringing together both experimental and theoretical perspectives for a broad look at the field. Both researchers and graduate students in the field of plasma physics will find this book to be a useful reference. Although there is an emphasis on tokamaks, a number of the concepts are also relevant to other configurations.

Book Etude d une m  thode d amortissement des disruptions d un plasma de tokamak

Download or read book Etude d une m thode d amortissement des disruptions d un plasma de tokamak written by Cédric Reux and published by . This book was released on 2010 with total page 222 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les disruptions sont des pertes violentes et très rapides (environ 20 ms) du confinement des plasmas de tokamak qui peuvent conduire à des endommagements de la structure du tokamak. Elles génèrent des charges thermiques sur les composants face au plasma, des forces électromagnétiques dans les structures de la machine et produisent des électrons découplés relativistes pouvant perforer l'enceinte à vide. Pour des futurs réacteurs, il sera indispensable d'amortir ces effets. L'injection massive de gaz est une des méthodes proposées dans ce but. Son étude expérimentale et numérique est l'objet de la thèse. Des expériences menées sur les tokamaks Tore Supra et JET ont montré que l'injection de gaz légers comme l'hélium empêchaient la production d'électrons découplés, au contraire des gaz plus lourds. Les gaz légers sont en effet capables d'accroître suffisamment la densité du plasma pour empêcher la création de ces électrons. En revanche, les gaz lourds permettent de dissiper par rayonnement et de façon plus bénigne une partie de l'énergie thermique du plasma. Tous les gaz diminuent les forces électromagnétiques. Des mélanges de gaz ont également été testés avec succès pour profiter des avantages des deux types de gaz. La pénétration du gaz dans le plasma semble liée à des instabilités MHD augmentant le transport radial du gaz ionisé vers le centre, mais empêchant la propagation des neutres au-delà d'une surface critique. Des simulations d'injections massives ont été réalisées avec le code 3D MHD Jorek, en y ajoutant un modèle de fluide neutre. Les résultats montrent que la croissance des instabilités MHD est plus rapide lorsque de grandes quantités de gaz sont injectées et que les surfaces rationnelles sont successivement ergodisées lors de la pénétration du front de densité dans le plasma, conformément aux observations expérimentales