Controle de la densite du plasma dans le tokamak tore supra en presence du divertor ergodique

par BRIGITTE MESLIN

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de MICHEL CHATELIER.

Soutenue en 1998

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Le controle de la densite du plasma d'un tokamak est important pour des raisons operatoires variees. En particulier, des conditions specifiques sont requises au centre mais aussi au bord du plasma. Dans le cadre de cette these, la configuration magnetique de bord qui a ete choisie dans tore supra pour realiser l'interaction entre le plasma et la paroi du tokamak est celle du divertor ergodique. Une perturbation magnetique detruit la structure de confinement a la peripherie de la decharge. Les lignes de champ sont alors deflechies et les flux de particules et de chaleur sont diriges vers des composants materiels adaptes. L'objet de l'etude est de caracteriser la densite peripherique dans des scenarios pertinents pour tore supra. La premiere partie est consacree aux mesures de densite et de temperature a la peripherie du plasma, obtenues grace au traitement automatise des signaux de 14 sondes de langmuir fixes montees dans les modules de divertor eux-memes. A partir de ces mesures et au cours d'experiences dediees, des regimes de densite specifiques ont ete mis en evidence grace a l'exploration de la densite volumique moyenne du plasma <n#e>, parametre de controle usuel dans tore supra. Une analyse du transport parallele de la chaleur et des particules dans la zone deconfinee permet de comprendre les mecanismes d'obtention de ces regimes. L'element essentiel est la forte variation de la conductivite electronique et de la longueur d'ionisation des neutres en fonction de la temperature. Tant que la conduction de chaleur domine, la densite au bord varie lineairement en fonction de <n#e>. En dessous d'une valeur critique de la temperature obtenue par un phenomene d'amplification du flux d'ions sortant pour une densite de puissance fixee, il apparait un gradient thermique et ainsi un gradient de densite en sens inverse afin d'assurer une pression constante le long des lignes de champ. Un regime de fort recyclage est alors obtenu pour lequel la densite au bord varie comme <n#e>#3. La condition de conservation de la pression n'est plus satisfaite dans le cas du detachement, caracterise par une densite importante de neutres dans le plasma provoquant une forte perte de quantite de mouvement des ions par echange de charge. Il se traduit par une baisse de la densite electronique au bord. Ces regimes sont similaires a ceux rencontres dans le cas du divertor axisymetrique. Leur inhomogeneite a pu etre discutee grace aux mesures des sondes de langmuir, reparties toroidalement et poloidalement dans la machine.


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  • Détails : 194 P.
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  • Cote : (043) MES
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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-013846
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