Détermination générale auto-cohérente du couplage d'antennes et application au chauffage d'un plasma de tokamak à la fréquence cyclotron ionique

par Serge Pecoul

Thèse de doctorat en Physique des plasmas

Sous la direction de Gérard Leclert.

Soutenue en 1998

à Nancy 1 .


  • Résumé

    La conception des antennes doit être optimisée pour coupler au mieux la puissance RF ou micro-onde au plasma. Pour atteindre ces objectifs le code numérique ICANT a été réalisé. Il permet de calculer pour la première fois de façon auto-cohérente toutes les caractéristiques d'une antenne : puissance rayonnée, spectre d'émission, répartition des courants sur tous les éléments de l'antenne, champs rayonnés par l'antenne, la description généraliste du code n'est limitée dans ces applications que par l'hypothèse d'un milieu plan. Ceci permet de séparer le problème du couplage de celui de la propagation de l'onde dans le milieu par le biais d'une matrice d'impédance de surface que le milieu soit homogène ou inhomogène avec différentes conditions de rayonnement. Durant la phase importante de la validation du code un développement théorique a conduit à de nouvelles expressions de la constante de propagation et de la puissance rayonnée dans le vide et dans le plasma pour l'onde magnétosonique. Après une description des propriétés de l'onde rapide, d'autres comparaisons ont montré que le code décrit correctement le couplage de l'onde magnétosonique rapide avec un plasma homogène ou inhomogène. Pour la première fois l'effet de l'écrantage magnétique a été pris en compte sur toutes les parties de l'antenne. Cela se traduit par la présence de boucles de courant sur l'écran, un creusement du profil transverse de densité de courant sur l'émetteur et une réduction de la puissance rayonnée comme lors de la prise en compte de séparateurs ou de protections d'antennes. L’auto-cohérence de la description prend en compte la présence des modes parasites tels que les modes d'écran ou les modes coaxiaux. Une étude complémentaire sur le rôle de ces modes parasites a permis de cerner les mécanismes physiques qui les engendraient. Le modelé développé permet donc d'étudier le comportement d'antennes réalistes de différents tokamaks TEXTOR, JET ou ITER.

  • Titre traduit

    Self-consistent computation of the antenna coupling and application to the ion cyclotron heating of tokamak plasma


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Informations

  • Détails : 1 vol. (161 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury.
  • Annexes : 103 références

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  • Bibliothèque : Université de Lorraine (Villers-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle). Direction de la Documentation et de l'Edition - BU Sciences et Techniques.
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