Thèse soutenue

Diagnostic synthétique pour la spectroscopie des plasmas de fusion par confinement magnétique
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Auteur / Autrice : Roshin Raj Sheeba
Direction : Mohammed Koubiti
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique et sciences de la matière. Energie, rayonnement, plasma
Date : Soutenance le 17/12/2019
Etablissement(s) : Aix-Marseille
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physique des Intéractions Ioniques et Moléculaires (PIIM) (Marseille)
Jury : Président / Présidente : Annette Calisti
Examinateurs / Examinatrices : Manuel Á. González, Magdalena Christova
Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Gilles, Djamel Benredjem

Résumé

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Dans cette thèse, un outil numérique a été élaboré en combinant un code d’élargissement Stark avec un code développé pour le calcul du continuum de recombinaison (transitions libre-lié et libre-libre). L’outil permet de modéliser des spectres d’émission complet de la série Balmer de l’hydrogène/deutérium pour des plasmas de divertors de tokamaks en particulier les plasmas recombinants (détachés). En plus d’élargir les raies, l’environnement plasma abaisse le potentiel d’ionisation des atomes induisant un avancement du continuum. Ces effets statistiques du plasma sont pris en compte avec l’approche du facteur de dissolution des raies dans le continuum. Dans cette approche, au delà d’un niveau critique dépendant des paramètres plasma, les niveaux liés sont considérés comme des états libres. Cette approche a été implémentée en étendant le continuum au-delà de la limite théorique de la série et en transformant des états liés en états libres. Pour simplifier, au-delà de la limite d’Inglis-Teller, les profils des raies Balmer sont extrapolés de celui de la dernière raie résolue. Pour les faibles densités électroniques, un modèle collisionnel-radiatif a été utilisé pour le calcul des intensités. L’outil a été testé via la comparaison avec un spectre expérimental et a été utilisé pour prédire des spectres synthétiques pour WEST en utilisant des distributions spatiales de la densité de neutres et des paramètres plasma simulés par le code de transport SOLEDGE2D-EIRENE le long des lignes de visée. Cette approche des diagnostics synthétiques de la spectroscopie des plasmas peut être facilement élargie pour des prédictions efficaces des futures machines comme ITER et DEMO