Analyse de stabilité de plasmas de Tokamak

• Auteur / Autrice : Clarisse Bourdelle
• Direction : Guy Pelletier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés libres

Physique

Physique des gaz, des plasmas et des decharges electriques

Turbulence plasma

Dispositif tokamak

Stabilite

Confinement plasma

Simulation numerique

Tokamak tore supra

Taux croissance instabilite

Résumé

Dans un plasma de tokamak, le transport de l'energie est principalement de nature turbulente. Afin d'augmenter le nombre de reactions de fusion, il est necessaire d'ameliorer le confinement de l'energie. L'objet de cette these est d'identifier les parametres permettant l'obtention de plasmas dont l'energie est mieux confinee afin de guider les experiences a venir. Pour ce faire, un code numerique a ete developpe. Il calcule les taux de croissance qui caracterisent la rapidite de l'amorcage des instabilites. L'analyse de stabilite est completee par l'evaluation du taux de cisaillement de la vitesse de rotation due au champ electrique radial. Lorsque ce taux est superieur au taux de croissance local maximal, la turbulence ionique est stabilisee. Le taux de cisaillement de rotation et le taux de croissance sont determines a partir des profils radiaux de densite, de temperature et du facteur de securite d'un plasma donne. En particulier, trois familles de plasmas sont analysees. Dans les plasmas radiatifs de textor (modes ri), l'injection d'ions de nombre de charge eleve entraine la diminution des taux de croissance. Dans les plasmas a forte densite de tore supra, un fort cisaillement magnetique et/ou un chauffage des ions plus efficace associe a une bifurcation de la direction de rotation toroidale (par ailleurs non-expliquee) declenchent l'amelioration du confinement. Dans tore supra, des gradients de pression electronique localement tres raides (appeles barrieres internes de transport) sont obtenus suite a une inversion du cisaillement magnetique. Ce cisaillement magnetique localement negatif a un effet stabilisant. Dans ces trois types de plasmas, les taux de croissance diminuent, le confinement s'ameliore, les profils de densite et de temperature se piquent. Ces piquages entrainent une augmentation du taux de cisaillement de rotation qui permet de maintenir la qualite du confinement.