Estudo de perfis de pressão no Tokamak TCABR

Abstract

O conhecimento dos parâmetros macroscópicos do plasma, tais como a densidade e temperatura, bem como sua evolução e dependência espacial são fundamentais para a compreensão e controle do plasma. Esses parâmetros são essenciais para descrição dos eventos associados a fenômenos de transporte, atividade MHD, estudos de regime de confinamento melhorado (modo H), entre outros. O perfil de temperatura e densidade de íons e elétrons caracteriza um parâmetro extremamente importante em plasmas termonucleares que é o perfil de pressão. Para obter esses perfis foram utilizados os principais diagnósticos disponíveis no tokamak TCABR: espalhamento Thomson, interferometria, reflectometria, ECE e diagnósticos espectroscópicos. O espalhamento Thomson é capaz de determinar o perfil de temperatura e densidade eletrônica durante o disparo; já o diagnóstico ECE é capaz de medir a temperatura eletrônica sob certas condições de descargas. Já os diagnósticos de interferometria e reflectometria medem a densidade eletrônica integrada e a densidade eletrônica local, respectivamente. Por fim, o perfil de temperatura iônica pode ser estimado através do alargamento Doppler das linhas de emissão de impurezas. Tais dados são usados para reconstrução do perfil de pressão, em diferentes tipos de descargas no tokamak, bem como possibilitar a reconstrução do equilíbrio. Não obstante, esses diagnósticos podem fornecer informações como estimativa do Z efetivo do plasma, da velocidade de rotação, e das condições que promovem disrupção no TCABR. Palavras-chaves: perfil de pressão, espalhamento Thomson, equilíbrio MHD, rotação de plasma.

Transporte de impurezas no tokamak TCABR

“…Para a realização dos estudos de concentração de impurezas foram utilizados os dados de temperatura e densidades eletrônicas obtidos em um trabalho de doutorado anterior [98] cujos resultados estão apresentados nos gráficos da Figura 8(a) e 8(c). Note que tanto a densidade quanto a temperatura eletrônica são informações localizadas, ou seja, não são informações provenientes de diagnósticos integrados em linha de visada e, desta forma, não é necessário efetuar nenhum processo de inversão.…”

“…onde A pix é a área do pixel, A ap é a área da abertura óptica, d é a distância do elemento da linha de visada até o sensor e θ é o ângulo de incidência da linha sobre o pixel do detector. A expressão (2.34) é genérica e se aplica a qualquer instrumento óptico, e pode ser particularizada para sistemas ópticos tal como espectrômetros do tipo Jobin Yvon empregado na coleta dos dados experimentais [98] usados neste trabalho.…”

“…Como exemplos de sistemas de coordenadas baseadas em modelos pode-se citar o modelo de aproximação de grande razão de aspecto (ϵ = a/R 0 ≪ 1) para plasmas com seção transversal circular. Para esta aproximação, as coordenadas de fluxo são parametrizadas por [98,108,119]:…”

“…Entretanto, a escolha particular pelo EFIT e o ESC se deu por comodidade. No caso do EFIT ele já estava disponível e já havia sido utilizado em trabalhos anteriores [98], enquanto que o ESC é o código empregado internamente dentro do ASTRA [13].…”

“…A literatura apresenta diversos tipos de funções canônicas apropriadas para o ajuste de perfis de dados experimentais (como por exemplo a temperaturas e densidades eletrônica e iônica, etc) em plasmas de tokamak [166,167,168,169], os quais foram utilizados em trabalhos anteriores executados no grupo do TCABR [98]. Ademais, apesar desses perfis serem adequados para ajustes ao longo da coluna, não é esperado que os ajustes sejam ótimos em toda a sua extensão.…”