Interaction des ions rapides avec les ondes a la frequence cyclotronique ionique dans un plasma de tokamak

par VINCENT BERGEAUD

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de JEAN-MARCEL RAX.

Soutenue en 2000

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    Dans un reacteur fusion a l'ignition, la temperature du plasma est autoentretenue par les reactions deuterium-tritium. Cependant, avant de pouvoir atteindre ce regime, il est necessaire d'apporter une puissance additionnelle au plasma. Cette these porte sur l'interaction entre le chauffage a la frequence cyclotronique ionique (fci) et les ions rapides du plasma. La these comporte une etude theorique de l'influence du chauffage fci sur la fonction de distribution des ions. On montre l'importance du spectre toroidal des modes de propagation de l'onde dans le tokamak. Il faut tenir compte de l'ensemble de ces modes pour evaluer correctement l'importance du transfert d'energie entre onde et particules, surtout lorsque l'on considere des particules de tres haute energie. L'hypothese de decorrelation de la phase cyclotronique de la particule et de la phase de l'onde entre interactions successives amene a traiter le chauffage fci comme un phenomene diffusif. Cette hypothese est reconsideree ici et on montre que de fortes correlations existent dans une partie de l'espace des vitesses. Pour cette etude, un code de calcul de trajectoires de particules en interaction avec un champ electromagnetique complet a ete developpe. La these traite aussi des pertes d'ions rapides dues a la rupture de symetrie toroidale du champ magnetique (le ripple). On presente un modele monte carlo permettant d'evaluer ces pertes et leur localisation. Ce modele est valide grace a une comparaison avec une base de donnees experimentales sur le tokamak tore supra. L'introduction d'une faible fraction d'helium-3 dans le plasma est etudiee. On montre que cette methode permet d'obtenir une forte fraction de chauffage ionique, ce qui permet d'augmenter la puissance fusion du plasma. En outre, ce scenario permet de reduire l'absorption parasite de la puissance fci par les produits de fusion. Enfin, on montre que cette absorption parasite est reduite par l'effet des correlations de phase aux hautes energies.


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Informations

  • Détails : 195 p.
  • Annexes : 96 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2000)346
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