Etudes des plasmas non-inductifs par injection d'ondes à la fréquence cyclotronique électronique dans le tokamak Tore Supra PDF Download
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Author: Francesca Turco
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Category :
Languages : fr
Pages : 165
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Book Description
L’objet de ce travail sont les phénomènes qui caractérisent le comportement du plasma dans les décharges non-inductives du tokamak Tora Supra, étudiées en utilisant des perturbations localisées du profil de courant effectuées par ondes à la fréquence électronique cyclotronique (FCE). Pour ce qui concerne les régimes MHD, qui dégradent fortement le confinement et affectent négativement la stabilité du plasma, on a pu montrer comment un comportement dynamique du facteur de sécurité qui tende vers un rétrécissement du profil, peut causer le déclenchement de ces régimes. Le phénomène des oscillations non-linéaires de température a aussi été étudié, du point de vue d’une description analytique, aussi bien que de celui expérimental. En analysant une base de données étendue à décharges de type différents, on a pu enfin documenter l’existence d’une relation étroite entre le passage du q0 par les surfaces rationnelles principales et la création d’une ITB.
Author: Francesca Turco
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Category :
Languages : fr
Pages : 165
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Book Description
L’objet de ce travail sont les phénomènes qui caractérisent le comportement du plasma dans les décharges non-inductives du tokamak Tora Supra, étudiées en utilisant des perturbations localisées du profil de courant effectuées par ondes à la fréquence électronique cyclotronique (FCE). Pour ce qui concerne les régimes MHD, qui dégradent fortement le confinement et affectent négativement la stabilité du plasma, on a pu montrer comment un comportement dynamique du facteur de sécurité qui tende vers un rétrécissement du profil, peut causer le déclenchement de ces régimes. Le phénomène des oscillations non-linéaires de température a aussi été étudié, du point de vue d’une description analytique, aussi bien que de celui expérimental. En analysant une base de données étendue à décharges de type différents, on a pu enfin documenter l’existence d’une relation étroite entre le passage du q0 par les surfaces rationnelles principales et la création d’une ITB.
Author: YANNICK.. MICHELOT
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Category :
Languages : fr
Pages : 319
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LA TRANSMISSION CYCLOTRONIQUE ELECTRONIQUE DE TORE SUPRA EST UN SYSTEME DE TRANSMISSION D'ONDES MILLIMETRIQUES INSTALLE SUR UNE CORDE VERTICALE, FONCTIONNANT DANS LA GAMME DE FREQUENCE 77-109 GHZ. IL EST BASE SUR DES MESURES DE VARIATION DE DENSITE DE PUISSANCE D'UN FAISCEAU D'ONDES TRAVERSANT LE PLASMA. LES VARIATIONS D'AMPLITUDE DE L'ONDE SONT DUES A LA REFRACTION ET A L'ABSORPTION RESONNANTE. DANS LA GAMME 20-200 GHZ, LA REFRACTION EST TOUJOURS PRESENTE. ELLE EST ESSENTIELLEMENT LIEE A LA DENSITE ET AU CHAMP MAGNETIQUE. LA PUISSANCE TRANSMISE EST REDUITE A CAUSE DE L'ELARGISSEMENT ET DE LA DEFLEXION DU FAISCEAU D'ONDES. L'ABSORPTION EST OBSERVEE DES QUE LA FREQUENCE EST TRES PROCHE DES HARMONIQUES DE LA FREQUENCE CYCLOTRONIQUE ELECTRONIQUE. ELLE EST DUE AUX ELECTRONS THERMIQUES OU A LA QUEUE D'ELECTRONS SUPRATHERMIQUES. ELLE POSSEDE UNE DEPENDANCE SPECTRALE CARACTERISTIQUE DUE A LA VARIATION RELATIVISTE DE MASSE QUI APPARAIT DANS LA CONDITION DE RESONANCE ONDE-ELECTRON. NOUS AVONS FAIT FONCTIONNER LA TCE EN MODE ORDINAIRE ET EN MODE EXTRAORDINAIRE, AUX TROIS PREMIERS HARMONIQUES DE LA FREQUENCE CYCLOTRONIQUE ELECTRONIQUE. LES PRINCIPAUX RESULTATS SONT LA PREMIERE MESURE DE L'EPAISSEUR OPTIQUE DU MODE X AU TROISIEME HARMONIQUE, LA PREMIERE MESURE DE LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE BASEE SUR LA LARGEUR DE LA RAIE D'ABSORPTION DU MODE O AU PREMIER HARMONIQUE, LA PREMIERE MESURE DES TEMPS DE RELAXATION DE LA DISTRIBUTION PARALLELE ELECTRONIQUE CREEE DURANT LA GENERATION DE COURANT NON-INDUCTIF. CES RESULTATS FONT DE LA TRANSMISSION SUR UNE CORDE VERTICALE: UN DES DIAGNOSTICS LES MIEUX ADAPTES AUX EXPERIENCES DE GENERATION DE COURANT PAR ONDES HYBRIDES BASSES (SOUTENANT ACTUELLEMENT LE COURANT NON-INDUCTIF DANS LES TOKAMAKS), UN DIAGNOSTIC FIABLE ET SIMPLE POUR CARACTERISER LES ELECTRONS THERMIQUES
Author: Rémi Brégeon
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Languages : fr
Pages : 128
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EN PHYSIQUE DES PLASMAS DE TOKAMAK, LE CONTROLE DE LA FORME DU PROFIL DE DENSITE DE COURANT EST DETERMINANT DANS L'AMELIORATION DES PROPRIETES D'UNE DECHARGE. NOUS NOUS PROPOSONS DANS CETTE THESE D'ETUDIER LES PROCESSUS QUI GOUVERNENT LA DIFFUSION DU COURANT EN PRESENCE DE FORTES FRACTIONS DE COURANTS NON-INDUCTIFS. CELA DANS LE BUT ULTIME D'IDENTIFIER LES PRINCIPAUX PARAMETRES DE CONTROLE DU PROFIL DE DENSITE DE COURANT QUAND ON UTILISE DES SOURCES EXTERNES DE GENERATION DE COURANT COMME LES ONDES A LA FREQUENCE HYBRIDE BASSE ET/OU EN PRESENCE DE COURANT AUTO-GENERE PAR LE PLASMA (COURANT DE BOOTSTRAP). LES PRINCIPES DES SYSTEMES NON-INDUCTIFS DE GENERATION DE COURANT ET DE CHAUFFAGE SONT PRESENTES AINSI QUE LES MECANISMES QUI INTERVIENNENT DANS L'APPARITION DU COURANT DE BOOTSTRAP. NOUS PRESENTONS ALORS UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE PARALLELE DU PLASMA, DESTINEE A VALIDER LES MODELES DE CONDUCTIVITE EXISTANTS. A PARTIR DE CES RESULTATS, L'EQUATION DE DIFFUSION DU FLUX POLOIDAL EST MODELISEE, EN CONSIDERANT LA GEOMETRIE TOROIDALE DES TOKAMAKS, POUR DONNER UNE DESCRIPTION PRECISE DE L'EVOLUTION DES PROFILS DE DENSITE DE COURANT. UNE ETUDE POUSSEE DES CONDITIONS INITIALES ET DES CONDITIONS AUX LIMITES REQUISES POUR LA RESOLUTION NUMERIQUE DE CETTE EQUATION EST EGALEMENT PRESENTEE. ENFIN, NOUS ACHEVONS CETTE THESE PAR UNE ETUDE NUMERIQUE DE LA DIFFUSION DU FLUX POLOIDAL REALISEE SUR DEUX CHOCS : L'UN AVEC CHAUFFAGE, L'AUTRE AVEC GENERATION DE COURANT PAR INJECTION D'ONDES A LA FREQUENCE HYBRIDE BASSE. CETTE ETUDE A DE MULTIPLES BUTS : _ TESTER LA VALIDITE DE L'OUTIL NUMERIQUE QUE NOUS AVONS DEVELOPPE ET METTRE EN EVIDENCE QUELQUES LIMITES DES MODELES CYLINDRIQUES DU PLASMA. _ TESTER LES MODELES DE CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ET DE COURANT DE BOOTSTRAP. _ MONTRER LA MANIERE D'IDENTIFIER LES PARAMETRES CLEF DES PROCESSUS DE DIFFUSION DU COURANT POUR DES DECHARGES PERFORMANTES DU TOKAMAK TORE SUPRA. DE TELLES ETUDES SONT FONDAMENTALES POUR DETERMINER LA FRACTION DE COURANT NON INDUCTIF NECESSAIRE AU CONTROLE ET AU MAINTIENT EN ETAT STATIONNAIRE DE DECHARGES PERFORMANTES, AU SEIN DU PLASMA.
Author: DAVID.. VEZARD
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Languages : fr
Pages : 215
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L'ABSORPTION ET L'EMISSION D'ONDES CYCLOTRONIQUES ELECTRONIQUES PAR LES ELECTRONS RAPIDES DANS UN TOKAMAK EST DEVELOPPEE DANS LE CAS D'UNE PETITE POPULATION D'ELECTRONS FAIBLEMENT RELATIVISTES AFIN DE DETERMINER LA DYNAMIQUE DE CES PARTICULES A PARTIR DE MESURES DE TRANSMISSION D'ONDES. DES EXPRESSIONS SIMPLES SONT OBTENUES POUR LE TENSEUR DIELECTRIQUE EN TENANT COMPTE DE L'ENERGIE PERPENDICULAIRE DES ELECTRONS SUPRATHERMIQUES CONSIDERES. IL EST MONTRE QUE L'ABSORPTION D'ONDES CYCLOTRONIQUES ELECTRONIQUES EST, FAIBLEMENT MODIFIEE PAR LA FORME DE LA FONCTION DE DISTRIBUTION PERPENDICULAIRE AU CHAMP MAGNETIQUE A PARTIR D'UNE CERTAINE ENERGIE ELECTRONIQUE D'UNE PART, ET VRAIMENT AFFECTEE PAR L'ENERGIE PERPENDICULAIRE DES ELECTRONS D'AUTRE PART. CES PROPRIETES SONT IMPORTANTES POUR CONCEVOIR UN NOUVEAU DIAGNOSTIC DE L'ENERGIE PERPENDICULAIRE DES ELECTRONS RAPIDES, EN PLUS DE LA MESURE DE LA DISTRIBUTION DES VITESSES PARALLELES AU CHAMP MAGNETIQUE. LE NOUVEAU DIAGNOSTIC PROPOSE UTILISE LES MODES DE PROPAGATION ORDINAIRE ET EXTRAORDINAIRE. LA PROPAGATION DES ONDES CYCLOTRONIQUES ELECTRONIQUES EST ENSUITE, ETUDIEE A PARTIR DE L'OPTIQUE GEOMETRIQUE PRES DE LA FREQUENCE CYCLOTRONIQUE DANS UN PLASMA CHAUD. L'OPTIQUE GEOMETRIQUE EST LA PLUS CONNUE DE TOUTES LES METHODES ASYMPTOTIQUES. L'EFFET DE CORRECTION DE TEMPERATURE SUR LA PROPAGATION DES RAYONS REPRESENTANT LES ONDES CYCLOTRONIQUES ELECTRONIQUES EST TRAITE. CE TRAVAIL PERMET EN OUTRE D'EXPLIQUER LES PICS OBTENUS LORS DES EXPERIENCES DE TRANSMISSION CYCLOTRON ELECTRONIQUE SUR LE TOKAMAK TORE SUPRA. ENFIN, LA STRUCTURE DES FONCTIONS DE DISTRIBUTION ELECTRONIQUE CREEES DANS UN TOKAMAK EST DISCUTEE DANS LE CAS DES ELECTRONS DECOUPLES PAR UN CHAMP ELECTRIQUE CONSTANT ET PRECISEE DANS LE CAS D'UN SPECTRE D'ONDES A LA FREQUENCE HYBRIDE BASSE. L'IMAGE SIMPLE D'UNE FONCTION DE DISTRIBUTION MAXWELLIENNE PROLONGEE PAR UN SEUL PLATEAU EST MAINTENANT REVOLUE. LES PREMIERES INFORMATIONS SUR UNE FONCTION DE DISTRIBUTION ELECTRONIQUE A PLUSIEURS PALIERS SONT DONNEES
Author: PATRICIA.. GOMEZ
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Languages : fr
Pages : 211
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LE DEVELOPPEMENT DE SOURCES D'ENERGIE BASEES SUR LA FUSION THERMONUCLEAIRE CONTROLEE DANS DES TOKAMAKS NECESSITE D'APPORTER UNE REPONSE AUX QUESTIONS SUIVANTES : I) COMMENT MODIFIER LE PROFIL DE COURANT POUR AMELIORER LES PERFORMANCES DU PLASMA ; II) COMMENT PRODUIRE UN COURANT STATIONNAIRE AFIN D'OBTENIR UN REACTEUR. ON ESSAIE D'Y REPONDRE EN INJECTANT DANS LE PLASMA UNE ONDE, APPELEE ONDE A LA FREQUENCE HYBRIDE BASSE, QUI A LA PROPRIETE DE POUVOIR ETRE ABSORBEE PAR LES ELECTRONS ET DE GENERER UN COURANT. CETTE THESE TRAITE UN ASPECT TRES DELICAT DE CES ONDES, A SAVOIR LEUR LOCALISATION THEORIQUE ET EXPERIMENTALE ET LA DETERMINATION DE LA POPULATION D'ELECTRONS RAPIDES ET DE LEUR INFLUENCE SUR LES MESURES DE LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE PAR EMISSION CYCLOTRONIQUE ELECTRONIQUE (ECE). CES OBJECTIFS NECESSITENT L'ASSOCIATION DE CODES SOPHISTIQUES SIMULANT LA PROPAGATION ET L'ABSORPTION DES ONDES ET DE DIAGNOSTICS SPECIFIQUES A LA CARACTERISATION DES ELECTRONS RAPIDES. LA SIGNATURE DE CES ELECTRONS RAPIDES EST UNE PRODUCTION DE RAYONS X ET UNE EMISSION CYCLOTRONIQUE. SUR TORE SUPRA, L'ABSORPTION DE L'ONDE DITE HYBRIDE BASSE NECESSITANT PLUSIEURS PASSAGES, SA PROPAGATION EST DECRITE PAR DES TECHNIQUES ASSOCIANT LA THEORIE DU CHAOS. UNE ORIGINALITE DE CE TRAVAIL EST LE DEVELOPPEMENT D'UNE SOLUTION ANALYTIQUE DE L'EQUATION DE FOKKER-PLANCK A DEUX DIMENSIONS, INCLUANT LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE ET TENANT COMPTE DE L'EFFET DU CHAMP ELECTRIQUE RESIDUEL SUR LES ELECTRONS RAPIDES. EN UTILISANT CE MODELE, NOUS AVONS ANALYSE QUELQUES CHOCS LORS D'UNE CAMPAGNE EXPERIMENTALE DE TORE SUPRA. NOUS AVONS DEMONTRE QU'EN SE LIMITANT A CERTAINS PARAMETRES PLASMAS (FORTE DENSITE CENTRALE ET FAIBLE PUISSANCE HF), UNE TECHNIQUE PEUT ETRE UTILISEE AVEC SUCCES POUR DETERMINER LE COEFFICIENT DE DIFFUSION D'ONDE ET LES TEMPS CARACTERISTIQUES DES PROCESSUS DECRIVANT LA DIFFUSION ANGULAIRE DANS L'ESPACE DES VITESSES ET L'INTERACTION DE L'ONDE AVEC LES ELECTRONS RESONNANTS.
Author: Fabienne Kazarian-Vibert
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Languages : fr
Pages : 248
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LA GENERATION NON INDUCTIVE DE COURANT DANS UN PLASMA DE TOKAMAK PAR LES ONDES A LA FREQUENCE HYBRIDE BASSE PERMET D'OBTENIR DES REGIMES DE FONCTIONNEMENT CONTINU, ETAPE NECESSAIRE A LA REALISATION D'UN REACTEUR A FUSION THERMONUCLEAIRE. LE BUT DE CETTE THESE EST DE DEFINIR ET D'ETUDIER DES SCENARIOS SUR TORE SUPRA PERMETTANT D'ATTEINDRE DES REGIMES A LA FOIS STATIONNAIRES ET PERFORMANTS GRACE A UN CONTROLE DU PROFIL DE DENSITE DE COURANT, CE QUI N'EST REALISABLE QU'EN REGIME NON INDUCTIF. LA DIFFUSION RESISTIVE DU COURANT, EST ETUDIEE DANS L'OBJECTIF DE VALIDER DE FACON PRECISE LES PROFILS DE DENSITE DE COURANT INDUCTIF ET NON INDUCTIF ET LEUR INFLUENCE SUR L'EVOLUTION TEMPORELLE DES CARACTERISTIQUES D'UNE DECHARGE. LA THESE SE POURSUIT PAR L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE D'UN NOUVEAU MODE OPERATOIRE OU LA CONSOMMATION DU FLUX DISPONIBLE AU CIRCUIT PRIMAIRE DU TRANSFORMATEUR EST CONTROLEE AFIN D'OBTENIR DES REGIMES PUREMENT NON INDUCTIFS ET STATIONNAIRES D'UNE FACON REPRODUCTIBLE. CETTE ETUDE CONSTITUE UNE PREMIERE ETAPE VERS LE CONTROLE DES DECHARGES LONGUES ENTIEREMENT NON INDUCTIVES. LA CONSOMMATION DE FLUX EN PHASE DE MONTEE DU COURANT ASSISTEE PAR LES ONDES HYBRIDES, EST EGALEMENT ETUDIEE DANS LE BUT DE DETERMINER DES REGIMES OU CETTE CONSOMMATION EST MINIMALE. L'INFLUENCE DE LA FORME DU PROFIL DE DENSITE DE COURANT NON MONOTONE SUR LE CONFINEMENT ET LE TRANSPORT DE L'ENERGIE DANS LE PLASMA EST ENSUITE CLAIREMENT MISE EN EVIDENCE
Author: Renaud Dejarnac
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Languages : fr
Pages : 182
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Book Description
Dans les réacteurs de fusion thermonucléaire, le contrôle de la densité du mélange de combustible deutérium-tritium, ainsi que l'évacuation des cendres d'hélium produites, est un point très important. Ce contrôle s'effectue en alimentant les décharges en combustibles par différentes méthodes (l'injection de gaz et l'injection de glaçons étant les plus répandues) et en installant des systèmes de pompage à la périphérie du plasma. Ces deux domaines sont abordés dans cette thèse tant du point de vue expérimental que théorique. Le principal outil utilisé dans le cadre de ce travail est le code de transport de particules neutres EIRENE. En ce qui concerne le pompage, nous avons modélisé le limiteur pompé médian de Tore Supra avec le code EIRENE auquel nous avons couplé un sous-module plasma, spécialement développé lors de la thèse, afin de simuler de manière auto-cohérente le plasma et les neutres. Cela a permis de valider le code en comparant les résultats des simulations aux données expérimentales. En ce qui concerne l'alimentation du plasma, nous présentons ici une nouvelle méthode : l'injection supersonique par impulsions (ISPI). Ce système, intermédiaire entre l'injection de gaz classique et l'injection de glaçons, a été développé et testé à Tore Supra. Il consiste à injecter de brèves bouffées de gaz très denses à grande vitesse dans le plasma. Expérimentalement, l'ISPI a montré une meilleure efficacité de remplissage que l'injection de gaz classique et provoque un fort refroidissement du plasma. Les mécanismes responsables de cette efficacité améliorée sont analysés à partir d'une modélisation basée sur le code EIRENE, pour déterminer la source d'ionisation liée à l'ISPI, et sur un code 1D de transport des particules développé pour reproduire la réponse du plasma. Enfin, une extrapolation de l'injecteur actuel de Tore Supra est présentée, ainsi qu'une discussion sur les conditions d'obtention d'une dérive radiale de la matière injectée, comme cela est observé dans le cas d'une injection de glaçons côté fort champ.
Author: Luigi Rebuffi
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Languages : fr
Pages : 124
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Book Description
L'EXPERIENCE DU CHAUFFAGE A LA FREQUENCE DE RESONANCE DES ELECTRONS A 60 GHZ SUR LE TOKAMAK TFR A PERMIS DE DEVELOPPER ET DE METTRE AU POINT DES COMPOSANTS POUR TRANSMETTRE AVEC DE FAIBLES PERTES LA PUISSANCE PRODUITE PAR DES GYROTRONS. DES CARACTERISTIQUES PARTICULIERES DE QUELQUES COMPOSANTS DES LIGNES ONT ETE OBSERVEES DANS LES TESTS A BASSE PUISSANCE. DES RESULTATS INTERESSANTS DE MESURES DE RAYONNEMENT DES MODES TE11 ET HE11 DE L'ANTENNE CIRCULAIRE ONT ETE OBTENUES, NOTAMMENT DANS LA ZONE DU CHAMP PROCHE DE L'ANTENNE. ON A ETUDIE ET TESTE UN MIROIR DE ROTATION DE POLARISATION DESTINE A ETRE INSTALLE DANS LA CHAMBRE A VIDE DE TOKAMAK, POUR FAIRE TOURNER AVEC L'EFFICACITE MAXIMALE LA POLARISATION DE L'ONDE INCIDENTE
Author: Thomas Gerbaud
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
La réflectométrie à balayage en fréquence en polarisation extraordinaire permet de mesurer des spectres locaux en nombre d'onde radiaux, S[_n/n](kr, r), et ainsi les profils radiaux de fluctuations de densité du plasma, sur le tokamak Tore Supra. La décomposition sur une base d'ondelettes - outil d'analyse position-fréquence - a permis de prendre en compte la forte variation radiale de la turbulence mesurée. Une attention particulière a été prêtée à la validation des spectres et profils turbulents mesurés, avec d'une part la confrontation avec des mesures expérimentales (réflectométries, sondes) et des simulations numériques. Cette mesure des fluctuations de densité a été appliquée à l'analyse du transport local, par l'étude de l'impact de la collisionnalité normalisée, __, sur le confinement du plasma. Ces analyses adimensionnelles permettent de comparer directement les plasmas réalisés dans les différents tokamaks. Une nette diminution du temps de confinement normalisé a été mise en évidence : B_E _ __-0.5±0.15. Point d'innovation, les profils radiaux de fluctuation de densité mesurés ont montré une forte augmentation de la turbulence de bord (r/a>0.8) liée à l'augmentation du __ - augmentation aussi observée à l'aide de la réflectométrie Doppler - fournissant donc une base physique expliquant la diminution de B_E avec __. Les régions plus centrales n'ont pas présenté de variations nettes (_n/n, _eff). Des simulations du plasma de coeur (code de stabilité linéaire KineZero et code gyrocinétique non-linéaire GYRO) ont été menées, afin d'analyser le comportement expérimental du plasma.
Author: Mohammed Chergui
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Languages : fr
Pages : 122
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Book Description
L'EQUATION DE DISPERSION EST RESOLUE EN Y INJECTANT UN MODELE PARTICULIER DE FONCTION DE DISTRIBUTION DES QUANTITES DE MOUVEMENT D'UN PLASMA DE TOKAMAK. LES RESULTATS OBTENUS SONT EN COMPLET DESACCORD AVEC LE MODELE MAXWELLIEN, EN PARTICULIER POUR LA DISPOSITION DE L'ENERGIE DANS LE CAS DE L'ABSORPTION, LA TEMPERATURE RADIATIVE DANS LE CAS DE L'EMISSION ET LA FREQUENCE D'INTERACTION ONDE-PARTICULE, QUI EST INFERIEURE A LA FREQUENCE CYCLOTRON ELECTRONIQUE, CE QUI PRESENTE PLUSIEURS AVANTAGES TECHNIQUES ET UNE VOIE PROMETTEUSE POUR LE CHAUFFAGE DES PLASMAS DE FUSION
