Flutuações turbulentas de temperatura no Tokamak TCABR

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Baquero, Wilson Andres Hernandez
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Plasma; Probes; Sondas; Turbulence; Turbulência
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-30012018-100934/

A contribuição dos eventos extremos, chamados \\emph{bursts}, relacionados com estruturas coerentes que se propagam na turbulência, parece ser parte da explicação para o transporte anômalo que acontece em plasmas confinados. Porém, ainda não existe um modelo adequado no quadro da teoria neoclássica de transporte, para explicar adequadamente a contribuição destes eventos extremos. Assim, a caracterização do transporte de partículas e energia, devido a esses eventos extremos, e a sua estrutura interna, são questões relevantes no estudo do plasma de fusão. Para isso, medições locais da temperatura dos elétrons são necessárias, pois o transporte de partículas e energia sofre correções devido à temperatura. Por terem boa resolução espacial e serem relativamente fáceis de construir, as sondas eletrostáticas são comumente utilizadas em tokamaks para medir a temperatura local na região da borda de plasmas confinados magneticamente. Os métodos de varredura de tensão e a configuração de sonda tripla estão dentre os métodos mais usados para medir a temperatura local na borda do plasma com sondas eletrostáticas. Neste trabalho, é apresentada uma comparação entre as medições de temperatura usando esses dois métodos no tokamak TCABR. Para esse fim, foram utilizadas descargas de plasma em condições padrão, onde a corrente de plasma e a densidade são mantidas praticamente estáveis e há baixa atividade MHD, isto é, a fase estacionária da descarga, com os parâmetros macroscópicos de equilíbrio aproximadamente constantes. As medições da temperatura pelos dois métodos têm boa correspondência na região da sombra do limitador, mas existem discrepâncias quando as medidas são feitas dentro da coluna de plasma. Verificou-se que esta discrepância se deve ao efeito de expansão da região de transição entre o plasma e a superfície da sonda, conhecida como bainha de plasma. Portanto, foram modificadas as equações do método da sonda tripla a fim de considerar, de maneira adequada, este efeito. Esta modificação conduz a medições de temperatura compatíveis entre os dois métodos. Também se estudou as estruturas coerentes que se propagam na turbulência da borda (bursts), que são detectados como picos no sinal de corrente de saturação iônica. Para esse fim, foi usada a técnica da análise condicional. Os resultados obtidos parecem ser compatíveis com estruturas que apresentam uma inclinação no plano radial-poloidal. Esta inclinação implica que o método comumente usado para medir a velocidade de propagação das estruturas, baseado no atraso entre a detecção do pico entre dois pinos próximos, pode levar a resultados completamente errados. Os resultados para a evolução média da temperatura durante os bursts são incompatíveis entre os dois métodos. De fato, os resultados fornecidos pelo método de sonda tripla aparentam estar fisicamente errados, uma vez que indicam um alto gradiente de temperatura dentro dos bursts. Constatou-se que este problema é devido aos altos gradientes de potencial dentro dos bursts que inviabilizam a hipótese de potencial uniforme na região entre os pinos da sonda tripla.