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Results of Joint Experiments and other IAEA activities on research using small tokamaks

GRYAZNEVICH, M.; OOST, G. Van; PELEMAN, P.; BROTANKOVA, J.; DEJARNAC, R.; DUFKOVA, E.; Duran, I; HRON, M.; SENTKERESTIOVA, J.; STOECKEL, J.; WEINZETTL, V.; ZAJAC, J.; BERNI, L. A.; BOSCO, E. Del; FERREIRA, J. G.; SIMOES, F. J. R.; BERTA, M.; DUNAI, D.; TA
Fonte: INT ATOMIC ENERGY AGENCY Publicador: INT ATOMIC ENERGY AGENCY
Tipo: Artigo de Revista Científica
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27.57%
This paper presents an overview of the results obtained during the Joint Experiments organized in the framework of the IAEA Coordinated Research Project on `Joint Research Using Small Tokamaks` that have been carried out on the tokamaks CASTOR at IPP Prague, Czech Republic (2005), T-10 at RRC `Kurchatov Institute`, Moscow, Russia (2006), and the most recent one at ISTTOK at IST, Lisbon, Portugal, in 2007. Experimental programmes were aimed at diagnosing and characterizing the core and the edge plasma turbulence in a tokamak in order to investigate correlations between the occurrence of transport barriers, improved confinement, electric fields and electrostatic turbulence using advanced diagnostics with high spatial and temporal resolution. On CASTOR and ISTTOK, electric fields were generated by biasing an electrode inserted into the edge plasma and an improvement of the global particle confinement induced by the electrode positive biasing has been observed. Geodesic acoustic modes were studied using heavy ion beam diagnostics on T-10 and ISTTOK and correlation reflectometry on T-10. ISTTOK is equipped with a gallium jet injector and the technical feasibility of gallium jets interacting with plasmas has been investigated in pulsed and ac operation. The first Joint Experiments have clearly demonstrated that small tokamaks are suitable for broad international cooperation to conduct dedicated joint research programmes. Other activities within the IAEA Coordinated Research Project on Joint Research Using Small Tokamaks are also overviewed.; GACR Grant Agency of Academy of Sciences of the Czech Republic[KJB100430504]; ROSATOM[RF 02.516.11.6068]; ROSATOM[RFBR 0502-17016]; ROSATOM; ROSATOM[07-02-01001]; ROSATOM[INTAS 100008-8046]; ROSATOM[NWO-RFBR 047.016.015]; IAEA; ICTP

Scaling of Spontaneous Rotation with Temperature and Plasma Current in Tokamaks

Parra, F. I.; Nave, M. F. F.; Schekochihin, A. A.; Giroud, C.; de Grassie, J. S.; Severo, José Helder Facundo; de Vries, P.; Zastrow, K. -D.
Fonte: AMER PHYSICAL SOC; COLLEGE PK Publicador: AMER PHYSICAL SOC; COLLEGE PK
Tipo: Artigo de Revista Científica
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37.46%
Using theoretical arguments, a simple scaling law for the size of the intrinsic rotation observed in tokamaks in the absence of a momentum injection is found: The velocity generated in the core of a tokamak must be proportional to the ion temperature difference in the core divided by the plasma current, independent of the size of the device. The constant of proportionality is of the order of 10 km . s(-1) . MA . keV(-1). When the intrinsic rotation profile is hollow, i.e., it is countercurrent in the core of the tokamak and cocurrent in the edge, the scaling law presented in this Letter fits the data remarkably well for several tokamaks of vastly different size and heated by different mechanisms.; EPSRC; STFC; Fundacao para a Ciencia e Tecnologia (FCT) of Portugal; Leverhulme Trust Network for Magnetized Plasma Turbulence; U.S. DOE; US DOE [DE-FC02-04ER54698]; European Communities through Association Euratom/IST

Nontwist symplectic maps in tokamaks

Caldas, Ibere Luiz; Viana, Ricardo Luiz; Junior, Jose Danilo Szezech; Portela, Jefferson Stafusa Elias; Fonseca, Júlio César David da; Roberto, Marisa; Martins, Caroline Gameiro Lopes; da Silva, E J
Fonte: ELSEVIER SCIENCE BV; AMSTERDAM Publicador: ELSEVIER SCIENCE BV; AMSTERDAM
Tipo: Artigo de Revista Científica
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37.28%
We review symplectic nontwist maps that we have introduced to describe Lagrangian transport properties in magnetically confined plasmas in tokamaks. These nontwist maps are suitable to describe the formation and destruction of transport barriers in the shearless region (i.e., near the curve where the twist condition does not hold). The maps can be used to investigate two kinds of problems in plasmas with non-monotonic field profiles: the first is the chaotic magnetic field line transport in plasmas with external resonant perturbations. The second problem is the chaotic particle drift motion caused by electrostatic drift waves. The presented analytical maps, derived from plasma models with equilibrium field profiles and control parameters that are commonly measured in plasma discharges, can be used to investigate long-term transport properties. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.; FAPESP; FAPESP; CNPq; CNPq; CAPES; CAPES; MCT/CNEN (Rede Nacional de Fusao); MCT/CNEN (Rede Nacional de Fusao); Fundacao Araucaria (State of Parana); Fundacao Araucaria (State of Parana)

Descrição dos campos magnéticos em tokamaks por mapas hamiltonianos; Chaotic transport in plasmas

Portela, Jefferson Stafusa Elias
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 27/02/2008 PT
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27.73%
Estudamos a estrutura das linhas de campo magnético de tokamaks, descrita pela dinâmica de mapas hamiltonianos. Utilizando mapas bidimensionais simples, investigamos a interação das linhas de campo com obstáculos no interior da câmara do tokamak, suas propriedades gerais de transporte e a influência de perfis da transformada rotacional não monotónicos. Obstáculos posicionados no interior do vaso correspondem a saídas no espaço de fases do mapa e, sendo a parede da câmara também uma saída, obtemos que as fronteiras das bacias de saída são assintoticamente fractais, apresentando também a propriedade de Wada. Assim, as linhas de campo magnético que atingem um dado obstáculo não se distribuem necessariamente próximas deste, o que pode ter implicações, e. g., para sistemas de medida. Mapas dotados de perfis não monofônicos da transformada rotacional, ditos não twist, modelam tokamaks no regime de reversed shear e apresentam uma barreira invariante resistente, que reflete o melhor confinamento observado em tokamaks neste regime. Verificamos que, mesmo após a quebra da barreira invariante, permanece uma barreira efetiva, através da qual o transporte é difusivo e cerca de duas ordens de grandeza mais lento que o transporte poloidal na região.; We consider the magnetic field line structure of tokamaks...

Interação de campos eletromagnéticos de baixa freqüência com plasmas de Tokamaks; Low frequency electromagnetic fields interaction with tokamak plasmas

Pires, Carlos José Amado
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 05/08/2008 PT
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37.57%
São analisados os campos eletromagnéticos de baixa frequência devidos a limitadores magnéticos ergódicos e desviadores ergódicos e a densidade de potência absorvida em plasmas cilíndricos de tokamaks, considerando os efeitos da deriva diamagnetica e da rotação de plasma com velocidade paralela às linhas de campo magnético de equilíbrio. É considerado o tensor dielétrico de plasma frio colisional para esse modelo. Para a banda de frequências f < 30 kHz e modos com números poloidal/toroidal 31-1, para plasma com fator de segurança com crescimento monótono, e 21-1, para plasma com fator de segurança com um mínimo entre o centro e a borda do mesmo, a densidade de potência absorvida é negativa para frequências menores que a específica de deriva de elétrons e pode ser entendida como uma instabilidade. Esse modo pode ser estabilizado a medida que a frequência se aproxima do valor do mínimo do contínuo de Alfvén na região da superfície magnética racional considerada. Para os modos -311 e -2/1 a densidade de potência absorvida é positiva. A rotação de plasma com velocidade de f106 cm/s no centro do plasma não tem efeitos significativos sobre os resultados em comparação com a deriva diamagnética. Para a banda de frequências 30 7 f < 150 kHz podem ser excitadas ondas de Alfvén de deriva rápidas. A excitação dessas ondas depende da derivada do fator de segurança e das derivadas das frequências angulares diamagnêticas...

Estrutura magnética de Tokamaks com correntes helicoidais internas.; Tokamaks magnetic structure with internal helical currents.

Okano, Valdir
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 13/09/1995 PT
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37.66%
Estudamos o efeito de correntes helicoidais internas resultantes de modos tearing sobre a estrutura magnetica de plasmas toroidais em equilibrio. Estas correntes sao consideradas sobre uma superficie magnetica racional e ao longo das linhas do campo magnetico de equilibrio. Sobre as superficies racionais surgem ilhas magneticas devido ao campo perturbativo. As ilhas magneticas sao visualizadas por dois metodos: pelo mapa de poincare das linhas de campo magnetico e pela superficie magnetica aproximada, calculada por um metodo da media. Este metodo da media foi desenvolvido para determinar a estrutura das superficies magneticas de um sistema cuja simetria e destruida por uma pequena perturbacao. Consideramos dois tipos de tokamaks: tokamak de razao de aspecto grande e tokamak de razao de aspecto pequena.; We study the effect of helical currents on the magnetic structure of toroidal plasmas in equilibrium. These currents are considered on a rational magnetic surface along unperturbed magnetic field lines. The symmetry is broken by the helical perturbation and magnetic islands arise at every rational surface. The structure of magnetic island is obtained by two methods: numerical integration of magnetic field lines and an averaging method. This averaging method has been developed to determine the magnetic structure of a system with symmetry broken by small perturbations. Two kinds of tokamaks are considered: large aspect ratio tokamak and small aspect ratio tokamak.

Estudo da rotação de plasma no tokamak TCABR; Study of plasma rotation in the Tokamak TCABR

Severo, José Helder Facundo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 11/06/2003 PT
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27.66%
Este trabalho, que pode ser dividido em duas partes, teórica e experimental, trata da rotação residual de plasma no TCABR. No que se refere à parte teórica, foi obtida uma expressão geral para a velocidade poloidal e o fluxo de calor, para tokamaks com seção transversal arbitrária, em um plasma que está sujeito a um fluxo subsônico toroidal. Foram estudadas em detalhe as dependências da velocidade poloidal com o número de Mach sigma e o fluxo de calor iônico e foi verificado que a velocidade poloidal troca de sentido para um certo valor sigma=sigma IND.0. Também foi verificado que existe um valor sigma=sigma IND.K, a velocidade poloidal começa a diminuir. Quanto ao fluxo de calor, foi observado que ele é fortemente afetado pela geometria e é proporcional a q POT.2, onde q é o fator de segurança. Para q=1, o fluxo de calor tem um máximo para um fator de elongação k=1, correspondente a uma seção transversal circular, diminui com o aumento de k e apresenta um mínimo em k=2. No que se refere à parte experimental,foram obtidos pela primeira vez, no tokamak TCABR, os perfis radiais das velocidade de rotação poloidal e toroidal para um regime colisional, usando o deslocamento Doppler das linhas espectrais das impurezas de CIII (646...

Instabilidade dinâmica das flutuações eletrostáticas em tokamaks; Dynamic Instability of Fluctuations Electrostatic in tokamaks

Marcus, Francisco Alberto
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 12/09/2002 PT
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27.46%
Neste trabalho foi realizado um estudo do transporte de partículas em um plasma, confinado em um campo magnético uniforme, devido às ondas eletrostáticas de deriva. O modelo adotado consiste em descrever o movimento do centro de guia de uma partícula no campo magnético perpendicular a um campo elétrico radial perturbado pelas ondas de deriva. Usamos uma descrição Hamiltoniana para o movimento dos centros de guia. A velocidade de deriva produzida pelo campo elétrico radial é representada pela parte integrável da Hamiltoniana e a esta foram adicionadas perturbações periódicas representando as flutuações do campo elétrico associadas às ondas de deriva. Assim, obtemos órbitas caóticas que determinam o transporte radial das partículas. Apresentamos, para várias condições de equilíbrio, a variação do transporte radial de partículas com a amplitude da perturbação. Utilizamos dados experimentais, sobre a turbulência eletrostática no tokamak TBR-1, para verificar a validade do modelo e a importância das ondas de deriva no transporte radial das partículas. Comparamos os valores do coeficiente de difusão experimental com os do modelo e obtivemos os resultados com a mesma ordem de grandeza.; In this work we have studied the transport of particles in a magnetically confined plasma...

Reconstrução do equilíbrio no tokamak TCA/BR; Reconstruction of equilibrium in the tokamak TCA/BR

Sa, Wanderley Pires de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 25/07/1996 PT
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27.46%
A determinação precisa e rápida das configurações de equilíbrio Magnetohidrodinâmico (MHD) em tokamaks é de fundamental importância para o confinamento magnético do plasma. Através do conhecimento dos parâmetros que caracterizam este equilíbrio MHD é possível controlar o plasma durante a sua formação por processos de realimentação. Uma análise mais detalhada destes parâmetros é necessária, também, entre um disparo e outro, para a estruturação do experimento. Neste trabalho é investigada a reconstrução das configurações de equilíbrio MHD no tokamak TCA/BR a partir de medidas magnéticas externas, utilizando um método que permite uma rápida determinação dos parâmetros principais da descarga. A tese divide-se em duas partes. Na primeira, é apresentada a construção de um código de equilíbrio que resolve a equação de Grad-Shafranov para a configuração geométrica que caracteriza o tokamak TCA/BR. Na segunda, é descrito o processo de reconstrução do equilíbrio MHD através de medidas de campos e fluxos magnéticos externos ao plasma no TCA/BR, e utilizando o método de Função de Parametrização FP. Este método baseia-se no tratamento estatístico de um banco de dados simulados de configurações de equilíbrio...

MHD equilibrium in Tokamaks with reversed current density; Equilíbrio MHD em tokamaks com densidade de corrente reversa

Taborda, David Ciro
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 21/09/2012 EN
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27.46%
In the present work, Current Reversal Equilibrium Configurations (CRECs) in the context of Magnetohydrodinamic (MHD) equilibrium are considered. The hamiltonian nature of the magnetic field lines is used to introduce the concept of magnetic surfaces and their relation to the Grad-Shafranov (G-S) equation. From a geometrical perspective and the Maxwell equations, it is shown that current reversal configurations in two-dimensional equilibrium do not generate the usual nested topology of the equilibrium magnetic surfaces. The concept of intersecting critical curves is introduced to describe the CRECs and recently published equilibria are shown to be compatible with such description. The equilibrium with a single magnetic island is constructed analytically, through a local successive approximations method, valid for any choice of the source functions of the G-S equation. From the local solution, an estimate of the island width in terms of simple quantities is deduced and verified to a good accuracy with recently published CRECs; the accuracy of this simple model suggests the existence of strong topological constraints in the formation of the equilibria. Lastly, an instability mechanism is conjectured to explain the lack of conclusive experimental evidence of reversed currents...

Estudo experimental dos regimes de operação da densidade do plasma no tokamak start e sistemas de diagnósticos; Experimental study of the operation regimes of the plasma density in Tokamak Start and diagnostic systems

Ribeiro, Celso
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 12/12/2003 PT
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27.73%
Tokamaks de baixa razão de aspecto (LART), também chamados tokamaks esféricos (ST), são dispositivos concebidos teoricamente para ter um alto fator beta IND. T, típico de um disposito de efeito estrição de campo reverso (RFP) ou Spheromak (beta IND. T SETA INFINITO, mas com geometria similar a um ultra-LART), porém mantendo o confinamento de um tokamak convencional, adicionado às melhores propriedades de estabilidade. Aqui beta IND. T 3 BARRAS 91/ V IND. p) INT. pdV/(B IND. To POT. 2/ 2mü IND. 0), B IND. To 3 BARRAS B IND. T POT. vac (R IND. 0) e p é a pressão do plasma. START foi o primeiro LART a demonstrar essas caracterísiticas em temperaturas de T IND. i APROXIMADAMENTE IGUAL A T IND. e 10 POT. 2eV. O trabalho descrito nesta tese teve como objetivo o desenvolvimento e a utilização de sistemas de diagnóstivos para o estudo dos regimes de operação da densidade do plasma no START. Desenvolveu-se um interferômetro de dupla-passagem de feixe ao longo do plano médio horizontal do vaso, com a finalidade de medir a densidade média de linha do plasma. Esse interferômetro era composto de um laser HCN (337müm), uma mesa óptica e detectores (díodos Schottky). Mediu-se n BARRA IND. e < 10 POT. 18_ > 2x10 POT. 20m POT. -3. Desenvolveu-se um sistema de pré-ionização por ondas ressonantes elétron-ciclotrônicas...

Birrefringência linear e atividade ótica na propagação de radiação infravermelha distante num tokamak; Linear birefringence and optical activity in propagation of far infrared radiation in a tokamak

Vuolo, Jose Henrique
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 25/11/1985 PT
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27.46%
Uma teoria simples é desenvolvida para estudar a evolução da polarização de ondas eletromagnéticas de altas frequências em um plasma magnetizado. A birrefringência elíptica é separada nos efeitos de birrefringência linear e atividade ótica para frequências bem acima da frequência de plasma. É mostrado que birrefringência linear e atividade ótica são fenômenos essencialmente independentes, relacionados respectivamente com os campos magnéticos transversal e longitudinal. A teoria é aplicada ao estudo de diagnósticos de densidade eletrônica e corrente de plasma em tokamaks, baseados na polarimetria de um feixe de radiação infravermelha distante. As condições para birrefringência linear pura ou atividade ótica pura são deduzidas. Um método diferente e proposto para medir densidade eletrônica de plasma em um tokamak. A propagação de um feixe de radiação infravermelha distante é analisada para um percurso tangencial à uma linha de campo toroidal. É mostrado que o efeito sobre a polarização do feixe é uma rotação de Faraday pura dependente da densidade eletrônica de plasma e do campo magnético toroidal. Resultados de cálculos detalhados são apresentados para o caso do Tokamak TBR do IFUSP. Uma equação para a evolução na esfera de Poincaré do estado de polarização da onda eletromagnética se propagando em um plasma...

Diagnóstico de plasmas por emissão eletrociclotrônica no tokamak TCABR: um estudo teórico; Diagnosis of Plamas by eletrociclotronic issue in tokamak TCABRR: a theoretical study.

Calderon, Eduardo Rodrigues
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 13/12/2005 PT
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27.46%
A emissão eletrociclotrônica -EEC- atualmente é um diagnóstico utilizado rotineiramente em tokamaks para a medida da temperatura de elétrons e também para a obtenção de informações sobre a função distribuição de elétrons em situações onde se têm populações de elétrons não térmicos. Neste trabalho discute-se, a partir de simulações, aspectos da emissão eletrociclotrônica no plasma do tokamak TCABR (R0=0,615m; a=0,18m; B0=1,2T; ne0 ~ 3 x 1019 m-3, Te0 ~ 500eV). A acessibilidade é examinada com base no modelo de plasmas frios. A partir dos modelos de plasmas tênue e dielétrico (Vlasov-Maxwell) discute-se a emissão e absorção da radiação-EC. São utilizados resultados da teoria das flutuações para a obtenção da emissividade a partir do tensor dielétrico e do tensor das correlações das microcorrentes. Os resultados numéricos são obtidos a partir de programas desenvolvidos em MAPLE e também de um código para emissão eletrociclotrônica. Verifica-se, para o TCABR, que, devido ao entrelaçamento com a terceira harmônica, a banda útil da segunda harmônica fica limitada ao intervalo 52-74 GHz ( ~ 70 % da coluna de plasma). As condições de acessibilidade para a segunda harmônica (modo X) restringem a densidade de pico a valores abaixo de ne0 = 2...

Superfícies magnéticas de campos helicoidais toroidais em tokamaks.; Magnetic surfaces of toroidal helical fields in tokamaks.

Monteiro, Luiz Henrique Alves
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 23/10/1990 PT
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27.46%
Propõe-se analisar teoricamente a instabilidade disruptora que ocorre em plasmas confinados em Tokamaks, investigando-se a influencia de campos helicoidais ressonantes em seu equilíbrio. Para isso, considerou-se a superposição do campo magnético do plasma em equilíbrio MHD estático com o campo associado às ressonâncias, levando-se em conta a geometria toroidal do Tokamak. Devido a falta de simetria, as linhas do campo magnético total resultante desta superposição devem formar superfícies magnéticas apenas em algumas regiões do plasma. Usando o método da media, foram obtidas (analiticamente) funções de superfícies aproximadas que contem, em torno das regiões de ressonância do plasma, as linhas deste campo magnético total. Verificou-se que estas superfícies aproximadas têm estruturas de ilhas magnéticas.; It is proposed to analyse theoretically the disruptive instability that occurs in confined plasmas in Tokamaks, through investigation of the influence of resonant helical fields on their equilibrium. With this aim, a superposition of the magnetic field of the plasma in static MHD equilibrium with the field associated with the resonances is considered, taking into account the toroidal geometry of the tokamak. Due to the lack of symmetry...

Transporte em sistemas hamiltonianos não-twist; Trnasport in nontwiast hamiltonian systems

Abud, Celso Vieira
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 19/11/2013 PT
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27.57%
O tema desta tese é a propriedade não-twist em sistemas Hamiltonianos. Sistemas com essa propriedade violam a condição twist ao longo de uma curva sem shear e, consequentemente, sua topologia não é descrita pelos cenários típicos previstos pelos teoremas KAM (Kolmogorov - Arnold - Moser) e Poincar´e - Birkhoff. A curva sem shear é identificada pelo valor de máximo ou mínimo no perfil espacial do número de rotação do sistema. Além disso, próximo `a curva sem shear podemos observar algumas bifurcações atípicas como: colisões de ´orbitas periódicas e reconexão de separatrizes. As características dos sistemas não-twist são bem particulares, mas n´os demonstramos que seus cenários podem ser encontrados, localmente, em sistemas Hamiltonianos genéricos, devido ao nascimento de uma curva sem shear no interior de ilhas regulares. Inicialmente, nossas investigações numéricas constataram que esse fenômeno pode surgir não somente para a concomitante bifurcação de período 3 do ponto elíptico, mas também para outras bifurcações, tais como período 4 e período 5. Posteriormente, consideramos um modelo que descreve o comportamento das linhas de campos magnéticos em tokamaks com limitadores ergódigos. Nesse caso...

Formação de plasma no TBR; Plasma formation in TBR

Bosco, Edson Del
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 30/06/1981 PT
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27.46%
Neste trabalho são apresentados e discutidos resultados referentes à formação e ao equilíbrio da corrente de plasma no TBR, Tokamak projetado e construído no Instituto de Física da Universidade de São Paulo. As curvas de ruptura, determinadas para hidrogênio, argônio e hélio são comparadas com um modelo simples, apresentando um acordo razoável. É verificada a influência de campos magnéticos espúrios na formação do plasma e são encontradas condições que auxiliam no processo de ruptura. São mostrados perfis temporais característicos da corrente de plasma e voltagem de loop para disparos onde se obtém equilíbrio. É feita uma comparação dos resultados experimentais com um modelo para descarga em tokamaks aquecidos ohmicamente. Tendo a carga efetiva como parâmetro, os resultados apresentam um razoável acordo com o modelo.; In this work are presented and discussed results of the formation and equilibrium of the plasma current in TBR, a small tokamak, designed and contructed at the Instituto de Física da Universidade de São Paulo. The measured breakdown curves for H2, A and He are compared with the predictions of a simple model with reasonable agreement. The influence of stray magnetic fields in the plasma formation is investigated and conditions are chosen to facilitate the breakdown. The time profile of loop voltage and plasma current for shots with plasma equilibrium are shown. A comparison is made between experimental results and analytical-numerical model for tokamaks discharges with ohmic heating. Reasonable agreement is obtained when Z...

Plasma Diasnostic in Tokamaks Using Alfvén Waves; Diagnóstico de Plasma em Tokamak Utilizando Ondas de Alfvén

Manrique, Marcos Antonio Albarracin
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 14/07/2015 EN
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37.73%
In this work we investigated the excitation of Alfvén eigenmodes in tokamaks using external antennas to the plasma column. The basic theory of Alfvén waves is revised, including non-ideal effects such as resistivity. Then the theoretical model for excitation Alfvén waves in a cylindrical plasma column, developed by Kurt Appert, is shown in detail, as an introduction to the more complex problem of Alfvén waves in toroidal plasmas. The cylindrical model is implemented in a numerical code, which is used to study the excitation of Global Alfvén Waves (GAWs), below to the so-called Continuum of Alfvén, in TCABR and JET tokamaks, using a realistic description of their antenna systems. In the sequel, it is given a brief description of Toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs) that are excited in the gaps of the Continuum of Alfvén created by the periodicity condition of the toroidal configuration. The excitement of these modes in JET tokamak is studied using the codes HELENA, for reconstruction of magneto-hydrodynamic equilibrium, and CASTOR, which calculates the perturbed fields in this equilibrium, coupled with instability or modes excited within the magneto-resistive hydrodynamic model. This study was carried out in order to determine...

Estudo de processos de geração de correntes em tokamaks por meio de interações onda-partícula

Oliveira, Clesio Ismerio de
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
POR
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37.46%
Este trabalho constitui-se numa monografia para ser apresentada como requisito para o título de Doutor em Ciências dentro do Programa de Pós-Graduação em Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Faz parte da pesquisa teórica desenvolvida pelo Grupo de Física de Plasmas do IF-UFRGS, e tem por objetivo participar do esforço de tornar comercialmente viável a tecnologia de fusão termonuclear como fonte geradora de energia elátrica. Conhecimento científico e tecnológico que é imprescindível para um país em desenvolvimento como o Brasil. Dentro deste contexto, o trabalho desenvolvido segue a linha de pesquisa do estudo de processos de geraçãao de correntes em tokamaks por meio de interações onda-partícula. Assim, estudamos os efeitos devido a ocorrência de transporte radial de partículas em um tokamak na eficiência de geração de corrente devido a ondas de radio freqüência (RF), na presença de barreiras internas de transporte (ITB - Internal Transport Barriers). Para isso, considerou-se dois casos: no primeiro, a geração de corrente ocorre devido somente a ondas do tipo híbrida inferior (LH - Lower Hybrid), e no segundo, a geração com ação combinada das ondas LH e do tipo eletrônica de cíclotron (EC - Electron Cyclotron). Os resultados foram obtidos por solução numérica da equação de Fokker-Planck que rege a evolução da função distribuição de elétrons. Nós consideramos que o transporte radial de partículas pode ser devido a utuações magnéticas ou eletrostáticas. Considerando ambos os tipos de utuações...

Estudos de plasmas em Tokamaks : medidas de temperatura iônica via espectroscopia no ultravioleta do vácuo, e deposição de potência por feixe de partículas neutras; Study of Tokamak plasmas : ion temperature measurements via vacuum ultraviolet spectroscopy, and power deposition by neutral beam injection

Bruno Sversut Arsioli
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 22/02/2011 PT
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27.46%
O desenvolvimento deste trabalho ocorreu em duas frentes distintas relacionadas à grande área de pesquisa: Fusão Termonuclear Controlada em dispositivos do tipo tokamak. A primeira fase abordou estudos de espectroscopia, tendo como principal motivação o aprimoramento dos métodos de medida e tratamento de dados na área de diagnósticos de plasmas quentes. Os trabalhos consistem no diagnóstico por espectroscopia na região do ultravioleta do vácuo (UVV), realizados nos tokamaks TCABr-USP (Lab. Plasmas USP) e Nova-Unicamp (Lab. de Plasmas IFGW-UNICAMP), e concentraram-se na utilização do detector multicanal do tipo MCP-CCD, acoplado a um espectr ômetro de grade simples McPherson-225 operando na região espectral de 500 a 3200 °A, buscando ordens superiores de difração para o cálculo da temperatura iônica (Ti) via medida do alargamento Doppler (??D). A ideia para o cálculo da Ti é a utilização da relação entre os sinais de ordens superiores de difração (OSD), a fim de reduzir a influência do alargamento instrumental no cálculo do parâmetro ??D, do qual depende a medida de Ti. Também foram coletados dados com fotomultiplicadora, explorando a possibilidade de registrar a evolução temporal (com resolução de 1ms) da intensidade das emissões de algumas das principais impurezas presentes no plasma. Numa segunda fase...

Obtenção de temperaturas e densidades de elétrons em plasmas de Tokamaks através de espectroscopia no visível de emissões de impurezas; Measurements of electron temperatures and densities in TokamaK plasmas using visible spectroscopy of impurity emissions

Fellype do Nascimento
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
PT
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Este trabalho tinha como objetivo desenvolver um diagnostico para medir temperaturas e densidades de elétrons (Te e ne) em plasmas de tokamaks, utilizando espectroscopia no visível de emissões de impurezas presentes no plasma. Foram obtidos resultados para medidas locais de temperaturas e densidades de elétrons no plasma dos tokamaks NOVA-UNICAMP e TCABR, a partir de medidas de emissões espectrais de íons de carbono e oxigênio. Para este propósito foi utilizada a relação entre o fluxo de partículas de impurezas e as emissões espectrais provenientes delas. Esta relação foi combinada com um método interativo para obter valores de Te e ne. Tais resultados foram alcançados baseados na teoria de que o fluxo de partículas de um determinado elemento presente no plasma não depende do comprimento de onda em que seus íons estão emitindo radiação, no regime de equilibrio colisional-radiativo. No tokamak NOVA-UNICAMP foram obtidos resultados utilizando emissões espectrais de carbono e oxigênio, porem apenas em um nível de ionização de tais elementos (C1+ e O1+). Nesta maquina, as medidas de três linhas de emissão provenientes de cada íon foram efetuadas de forma simultânea, ou seja, em um único disparo. Já no tokamak TCABR foram gerados resultados com emissões de três níveis de ionização do carbono (C1+...