Dissertação

Control of The Sawtooth Instability in Fusion Plasmas with Dominant Fast Particles EVALUATED

A instabilidade de dente-de-serra é responsável pela oscilação periódica de vários parâmetros dos plasmas observada em tokamaks. Quando o seu período é muito elevado, esta instabilidade desencadeia modos de cisalhamento neo-clássicos que são bastante nocivos para o confinamento do plasma. Torna-se portanto essencial controlar esta instabilidade para tornar os reactores a fusão o mais eficientes possível. É sabido que as altas densidades de partículas rápidas previstas para os futuros tokamaks (como o ITER) possuem um efeito estabilizador deste fenómeno e que por isso vão prolongar o ciclo da instabilidade. Numa primeira fase desta tese um modelo de simulação da instabilidade de dente-de-serra foi estendido e adaptado para as condições no ITER, de acordo com o qual os ciclos que ali ocorrerão naturalmente serão demasiado longos. Numa segunda fase propõe-se uma solução que consiste em usar os actuadores ICRH e ECCD em simulatâneo, de modo a diminuir o período abaixo de um limite seguro. O modelo foi usado para desenvolver um controlador que permite alcançar o menor período de dente-de-serra possível sem conhecer as localizações de deposição de ICRH ou ECCD. Este controlador foi depois testado em várias condições provando que consegue minimizar o período de dente-de-serra independentemente da precisão do modelo. Por fim usou-se este controlador para fazer com que o período da instabilidade seguisse um valor desejado, método que se revelou pouco eficiente. Descobriu-se que uma abordagem diferente, que consiste no acoplamento do período de dente-de-serra com o de ICRH, tem um desempenho muito superior.
Tokamak, ITER, instabilidade dente-de-serra, acoplamento de período, partículas rápidas, modos de cisalhamento neo-clássico

Novembro 6, 2015, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Marco de Baar

Technische Universiteit Eindhoven

Professor Catedratico

ORIENTADOR

Bruno Miguel Soares Gonçalves

Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear (IPFN) - IST

Investigador Auxiliar