Développement et étude d'une méthode self-consistante permettant, d'une part, de valider des données atomiques par comparaison avec des spectres émis par le plasma du Tokamak TEXTOR et, d'autre part, de faire des diagnostics précis de paramètres du plasma

par Farid Goryaev

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jacques Dubau et de Alexandre Urnov.


  • Résumé

    Pour des plasmas de paramètres physique très différents, les méthodes d'analyse spectroscopique sont les plus universellement utilisées. L'étude des spectres d'émission X des ions multichargés permet d'obtenir des informations tant sur les processus atomiques élémentaires se produisant dans les plasmas, que sur les paramètres physiques di plasma. La validité des diagnostics spectroscopiques utilisés dépend: (1), du nombre de processus élémentaires inclus dans le modèle pour simuler le spectre; (2), de la fiabilité et de la précision des calculs des données atomiques et; (3), du modèle de plasma émettant, basé sur les équations de cinétique: atomique et de dynamique du plasma. Une reproduction théorique des spectres d'émission des ions multichargés est généralement un problème assez compliqué. Un des moments cruciaux est le calculs des nombreuses données atomiques. Pour les ions multichargés de z>10, il n'y a que très peu de mesures directes des caractéristiques collisionnelles et radiatives nécessaires pour le calcul et l'interprétation des spectres d'émission X. Les seules sources d'informations, tant sur les processus binaires, que sur les processus hydrodynamiques sont donc les spectres observés des plasmas obtenus sur les machines de type EBIT et les Tokamaks. Les source-plasmas EBIT sont déjà utilisées pour les mesures et les vérifications des méthodes de calculs de sections efficaces de collision électron-ion, les durées de vie des états excités des ions et les longueurs d'onde. Tandis que, pour les Tokamaks, la question de l'utilisation des méthodes de spectroscopie X pour la vérification de la précision des caractéristiques atomiques dans les plasmas de Tokamaks n'a presque pas encore été considérée et discutée jusqu'à présent. Cette thèse est consacrée au développement et à l'étude d'une méthode self-consistante permettant d'une part de valider des données atomiques par comparaison à des spectres émis par le plasma du Tokamaks TEXTOR et, d'autre part, de faire les diagnostics de paramètres de plasma précis.


  • Résumé

    For different plasma physical parameters, spectroscopic analysis methods are the most universally employed. The study of X-ray emission spectra enables one to obtain informations on the elementary atomic processes occuring in plasmas, as well as on the plasma physical parameters. The validity of spectroscopic diagnostics depends on: (1), the number of elementary processes included in the model to simulate the spectra: (2), on the accuracy and precision of atomic data computations; (3), the emitting plasma model, based on atomic kinetics equations and plasma dynamics. In general, a theoretical simulation of the emission spectra of multiply charged ions is a complex problem. One of the crucial moment is the calculation of numerous atomic data. For multiply charged ions, z > 10, there are only a few direct measurements of collisional parameters and radiative data, required for the computation and interpretation of the X-ray emission spectra. The only information sources, on binary processes, as well as on hydrodynamic processes are the observed plasma spectra on devices of EBIT type and Tokamaks. The EBIT plasma-sources are already used for measurements and verifications of numerical codes for electron-ion collision cross-sections, and for life time of excited atomic states and wavelengths. But for Tokamaks, until now, the question is still not under consideration for X-ray spectroscopic methods. This thesis is dedicated to the development and the study of a self-consistent method to validate atomic data by comparisons with emitted spectra from TEXTOR tokamak, and to give precise plasma parameter diagnostics.

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Informations

  • Détails : 158 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.133-139

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)286
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