Dissertations / Theses on the topic 'Stellarator'
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Kendl, Alexander. "Driftwellen in Helias-Konfigurationen." [S.l. : s.n.], 2000. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=959973532.
Full textUnemura, Takeshi. "Nonlinear Behavior of Pressure Driven Modes in Stellarator Plasmas." Kyoto University, 2003. http://hdl.handle.net/2433/148650.
Full text0048
新制・課程博士
博士(エネルギー科学)
甲第10332号
エネ博第68号
新制||エネ||20(附属図書館)
UT51-2003-H753
京都大学大学院エネルギー科学研究科エネルギー基礎科学専攻
(主査)教授 前川 孝, 教授 近藤 克己, 助教授 浜口 智志
学位規則第4条第1項該当
Zhang, Yangyang. "Three Dimensional Physics in Reversed Field Pinch and Stellarator." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2017. http://hdl.handle.net/11577/3426218.
Full textQuesto lavoro di tesi è dedicato allo studio degli effetti tridimensionali sul trasporto indotti dalla presenza di isole magnetiche in configurazioni toroidali per il confinamento magnetico. Le isole magnetiche producono la rottura delle superfici magnetiche annidate dando al campo magnetico caratteristiche intrinsecamente tridimensionali. La metodologia pplicata si base sulla possibilità di definire un certo livello di simmetria in maniera tale da poter studiare il trasporto nell’approssimazione di 1.5 dimensioni. Lo studio è stato fatto sul Reversed Field Pinch (RFP) RFX-mod e sullo stellarator TJ-II. RFX-mod è il più grande RFP al mondo. La configurazione RFP è sostenuta dal meccanismo della dinamo, che è legato all’interazione non-lineare dei molti modi tearing risonanti. Lo studio del trasporto in RFX-mod è stato eseguito sui tre sotto-stati identificati nel regime a Quasi singola Elicità, il quale è caratterizzato da un singolo modo (modo dominante) che risulta dominante nello spettro dei modi, mentre gli altri modi (modi secondari) mantengono un’ampiezza ridotta. In questo regime, sono identificabile delle coordinate di flusso magnetico basate sulla combinazione dell’equilibrio assial-simmetrico sottostante con il contributo del modo dominante. In questa modo un approccio 1.5 dimensionale allo studio del trasporto è possibile considerando la media sulle superfici di flusso delle varie quantità fisiche. Lo studio del trasporto è riferito alla regione a forma di fagiolo dove è possibile identificare delle superfici di flusso quasi conservate dove si osserva la formazione di ripidi gradienti termici, interpretabili come barriere interne di trasporto elettronico (ITB). A partire dalle misure sperimentali, sono stati calcolati sia i gradienti termici che il coefficiente di diffusione termica e il loro andamento è stato discusso nell’ambito del trasporto stocastico. Alla fine è stato anche calcolato il tempo di confinamento dell’energia, utilizzando un metodo migliorato rispetto a quanto fatto in passato, dimostrando un significativo miglioramento delle prestazioni del plasma. Lo studio del trasporto nello stellarator TJ-II si è concentrato nel calcolo dell’aumento del campo elettrico non-ambipolare dovuto alla presenza di isole magnetiche. L’idea alla base dello studio si basa sul fatto che un’isola magnetica potrebbe modificare la viscosità toroidale del plasma, aumentando in questo modo il flusso non-ambipolare delle particelle. Lo studio è partito dall’analisi del modello neoclassico di viscosità toroidale sviluppato da K.C. Shaing per la configurazione tokamak, che idealmente possiede una simmetria toroidale. Applicando questa teoria, il flusso di particelle può essere descritto in funzione di una coordinata radiale monotona e quindi lo studio del trasporto può essere affrontato nell’approssimazione 1.5 dimensionale. E’ stato necessario considerare una parziale modifica della teoria originale la cui giustificazione viene presentata assieme allo studio dettagliato sia nella configurazione tokamak che nello stellarator TJ-II. I risultati mostrano che un campo elettrico radiale ‘aggiuntivo’ è effettivamente indotto da un’isola magnetica nei plasmi di TJ-II. Questo potrebbe giocare un ruolo positivo nelle proprietà di confinamento del plasma, influenzando la transizione L-H, che si ritiene sia fortemente legata allo shear del moto ExB.
Kauffmann, Karla [Verfasser]. "Including Collisions in Gyrokinetic Tokamak and Stellarator Simulations / Karla Kauffmann." Greifswald : Universitätsbibliothek Greifswald, 2012. http://d-nb.info/1021840904/34.
Full textHakso, H. (Heidi). "Nuclear fusion energy and comparison of tokamak and stellarator reactors." Bachelor's thesis, University of Oulu, 2018. http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201805261943.
Full textTämä kandidaatintyö esittelee ydinfuusioenergian perusperiaatteet, sen kestävyysnäkökulmat, ja vertailee kahta lupaavinta reaktoria; tokamakia ja stellaraattoria. Työ on kirjallisuuskatsaus. Aihe on ajankohtainen, sillä energiantarve kasvaa ja ympäristöystävällisempiä energiamuotoja tarvitaan. Fuusioenergialla on potentiaalia tuottaa suuria määriä päästötöntä energiaa ilman pitkäikäistä radioaktiivista jätettä tai suurien ydinonnettomuuksien riskiä. Fuusioreaktorit eivät vielä ole onnistuneet todistamaan fuusiovoimaloiden toteutettavuutta johtuen fuusion haastavasta fysiikasta ja teknologiasta. Fuusio ja fissio ovat ydinreaktioita. Fuusiossa kevyet atomit sulautuvat yhteen ja fissiossa raskaat atomit hajoavat pienemmiksi. Reaktiot tuottavat energiaa johtuen sidosenergiasta, kun syntyneet atomit ovat vakaampia eli omaavat korkeamman sidosenergian kuin alkuperäiset. Syntynyt energia voidaan laskea massavajeesta atomiytimien ja erillään olevien nukleonien välillä. Fuusioreaktiot tapahtuvat plasmassa. Plasman lämpötilan, tiheyden ja koossapitoajan eli kolmitulon tulee saavuttaa riittävän korkeat arvot, jotta fuusio voi onnistua. Tokamakit ja stellaraattorit molemmat käyttävät magneettista koossapitoa, sillä plasma on sähköisesti varautunutta ja siten sitä voidaan kontrolloida magneettikenttien avulla. Magneettien kokoonpano on reaktorien suurin eroavaisuus. Tokamakeissa on toroidaalisia ja poloidaalisia suprajohtavia magneettikeloja. Niissä on myös muuntaja, joka luo sähkövirran plasmaan. Tokamakien suurin etu on niiden symmetrinen ja yksinkertainen rakenne, mutta muuntajan tuottaman epäjatkuvan virran takia voivat ne toimia vain pulsseissa. Stellaraattorit käyttävät vain magneettikeloja, ilman sähkövirtaa plasmassa. Varmistaakseen plasman koossapidon, ovat stellaraattorit epäsymmetrisiä ja kierteisiä. Muuntajan poissaolon takia niiden suurin etu on mahdollisuus jatkuvatoimisuuteen. Suurin haitta stellaraattoreilla on kuitenkin niiden monimutkainen rakenne. ITERin tokamak Ranskassa ja IPP:n stellaraattori Wendelstein 7-X Saksassa kuvaavat hyvin fuusioreaktoreiden tutkimuksen nykytilaa. Nämä reaktorit ovat esimerkkeinä tässä työssä. Tällä hetkellä tokamakit ovat kehittyneempiä ja lähempänä tuottamaan enemmän energiaa kuin mitä plasman lämmittämiseen tarvitaan. Kun plasmafysiikka kehittyy ja stellaraattorien epävakauksia korjataan, voi jatkuvatoimisuus tehdä niistä paremman vaihtoehdon tulevaisuuteen
Ichiguchi, Katsuji. "Numerical Studies of Three-Dimensional Equilibrium and Stability for Stellarator/Heliotron Configurations." Kyoto University, 1989. http://hdl.handle.net/2433/74743.
Full textEmpacher, Lars. "Analyse eines Vielstrahl-Wellenleiters zur Übertragung hoher Mikrowellenleistungen." [S.l.] : Universität Stuttgart , Fakultät Elektrotechnik, 1999. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB8287462.
Full textSichardt, Gabriel [Verfasser], and Thomas [Akademischer Betreuer] Hirth. "Electron cyclotron emission investigations at the stellarator TJ-K / Gabriel Sichardt ; Betreuer: Thomas Hirth." Stuttgart : Universitätsbibliothek der Universität Stuttgart, 2020. http://d-nb.info/1212034597/34.
Full textRakha, Allah. "Analysis of energetic particle-driven Alfvénic instabilities in tokamak and stellarator plasmas using three dimensional numerical tools." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2019. http://hdl.handle.net/10803/671252.
Full textEn esta tesis, se ha llevado a cabo un análisis detallado de las inestabilidades Alfvénicas de partículas energéticas observadas experimentalmente en plasmas de tokamak y stellarators utilizando herramientas numéricas tridimensionales basadas en el modelo MHD reducido. En los plasmas de estellarators de TJ-II, el modelado de chirping y modos estables evalúa su coexistencia en la aparición persistente de la combinación correspondiente de los números de modo toroidal (n) y poloidal (m) a través del análisis de sensibilidad de transformación rotacional tanto en disminución de iota como en aumento de iota. El modelado del fenómeno de barrido de frecuencia observado experimentalmente durante la presencia de actividad Alfvénica con perfiles de iota no monotónicos (NM) de cizallamiento fuerte y de cizallamiento fuerte radialmente extendido proporciona un espectro extendido de modos Alfvénicos en el amplio rango de frecuencia en comparación con el normal (monotónico). La comparación de las frecuencias de modo calculadas usando una relación de dispersión estándar y aquellas modeladas con el solver de frecuencia agrupada para MHD reducido AE3D muestra un acuerdo con la selección de valores mínimos de iota, que respalda los cálculos de espectroscopía MHD. Los estudios de interacción de onda-partículas (WPI) para los cálculos de la función de resonancia desarrollados utilizando el modelo de transporte Monte Carlo basado en los equilibrios 3D MHD para los plasmas TJ-II sugieren para armónicos de bajo rebote (p) la posibilidad de describir la evolución no lineal de los AE en TJ-II por una suma de dos poblaciones de iones con diferentes factores de ponderación, uno de los cuales está dominado por arrastre y el otro por difusión. A medida que aumenta el armónico de rebote, la región de resonancia comienza a expandirse y puede cubrir un área significativa del espacio de fase de partículas hasta que esta región de resonancia se desvanece en armónicos de alto rebote. En los plasmas del ASDEX Upgrade tokamak se reconstruye un equilibrio MHD bifurcado con formación de núcleo helicoidal 3D como eje magnético saturado y el toro restante con un equilibrio axisimétrico. La formación del núcleo helicoidal se caracteriza como una perturbación 3D en un estado de equilibrio axisimétrico. Los equilibrios MHD distorsionados helicoidalmente salen para los dispositivos axisimétricos si en q = 1 están presentes superficies racionales. Los cálculos continuos de Alfvén con los equilibrios bifurcados conducen a la división de frecuencia entre la rama de frecuencia más alta y la rama de frecuencia más baja continua en el punto de acumulación de frecuencia. El cambio de modos radialmente localizado ocurre mediante el acoplamiento del continuo n-1 adyacente alrededor de un punto de acumulación. El modelado que incluye efectos 3D reproduce correctamente el fenómeno de la división de frecuencia continua y proporciona una posible solución para las diferencias de pocos kHz en la división de frecuencia, que permaneció sin explicación con los cálculos cinéticos 2D. La escala de presión confirma el aumento de la excursión helicoidal del eje magnético en la reconstrucción de equilibrio y, por lo tanto, el rango de división de frecuencia continua. La existencia de continuas de baja frecuencia y su división alrededor del punto de acumulación de frecuencia están de acuerdo con las observaciones experimentales para los modos de baja frecuencia. Este estudio se compone de una comparación extena de los resultados experimentales y de modelaje para los plasmas del stellarator TJ-II junto con el efecto de formación del equilibrio MHD bifurcado en el continuo Alfvén en los plasmas del AUG tokamak.
(Neerlandès) De experimenteel waargenomen Alfvénic-instabiliteiten die in tokamak- en stellaratorplasma's aangedreven worden door snelle deeltjes worden in detail geanalyseerd. De analyse gebeurde met behulp van driedimensionale numerieke methodes gebaseerd op het gereduceerde MHD-model. In TJ-II stellarator plasma's werd de co-existentie van tjilpende (chirping) en steady-state modi vastgesteld op basis van het aanhoudend voorkomen van de overeenkomstige combinatie van de toroïdale (n) en poloidale (m) modenummers. Deze vaststelling gebeurde op basis van de gevoeligheid ten opzichte van de rotatie-transformatie (rotational transform). Modellering van de veging van de frequentie (frequency sweeping) van de Alfvénic-activiteit met niet-monotone iota-profielen zijn, in vergelijking met normale (monotone) iota-profielresultaten, consistent met experimentele resultaten. Studies van de interactie tussen golf en deeltjes (WPI-wave particle interaction) voor de berekening van de resonantiefunctie met behulp van Monte Carlo transportmodel voor TJ-II plasma's, suggereren dat de niet-lineaire evolutie van AE's een som is van twee ion populaties met verschillende wegingsfactoren. Voor lage bounce harmonische, wordt één gedomineerd door sleep (drag) en de andere door diffusie. In ASDEX Upgrade tokamak-plasma's wordt een vertakt MHD-evenwicht gereconstrueerd met de vorming van een 3D-spiraalvormige kern en de asymmetrische 2D-mantel. Alfvén continuümberekeningen met de vertakte evenwichten leiden tot de frequentiesplitsing tussen de continua van de hoogste frequentietak en de laagste frequentietak en het verschuiven van modi met aangrenzend n continuüm rond het frequentieaccumulatiepunt.
Häußler, André [Verfasser], and R. [Akademischer Betreuer] Stieglitz. "Computational approaches for nuclear design analyses of the stellarator power reactor HELIAS / André Häußler ; Betreuer: R. Stieglitz." Karlsruhe : KIT-Bibliothek, 2020. http://d-nb.info/1219577928/34.
Full textUllmann, Til [Verfasser], and Günter [Akademischer Betreuer] Tovar. "The influence of flow shear on drift-wave interactions in the stellarator TJ-K / Til Ullmann ; Betreuer: Günter Tovar." Stuttgart : Universitätsbibliothek der Universität Stuttgart, 2021. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-ds-117033.
Full textGlass, Fenton John, and f. glass@fz-juelich de. "Tomographic Visible Spectroscopy of Plasma Emissivity and Ion Temperatures." The Australian National University. Research School of Physical Sciences and Engineering, 2004. http://thesis.anu.edu.au./public/adt-ANU20051028.002110.
Full textGrenfell, Gustavo. "Electromagnetic turbulence in the edge of fusion plasmas: spontaneous and actively modulated features." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2020. http://hdl.handle.net/11577/3425800.
Full textLo scopo di questa tesi è lo studio delle proprietà del trasporto turbolento nella regione di bordo di plasmi fusionistici, sfruttando il confronto incrociato tra diverse configurazioni magnetiche, diverse macchine di fusione e diversi regimi del plasma. La comprensione dei meccanismi che regolano il trasporto e il loro controllo costituiscono un tassello essenziale per il raggiungimento dell’obiettivo di un reattore a fusione commerciale. Il trasporto turbolento svolge un ruolo cruciale sia nella configurazione tokamak sia nello stellarator, d’altro canto lo sviluppo di gradienti di velocità nella regione esterna del plasma può influenzarne e controllarne l’insorgenza e la crescita. Un tal effetto ha un impatto benefico sul confinamento globale del plasma, tuttavia presenta delle controindicazioni per quanto riguarda lo smaltimento dell’energia proveniente dal plasma, in quanto questa si concentra in un’area ridotta delle piastre dei divertori. Quest'ultimo fenomeno sembra essere in larga misura determinato dall'accoppiamento turbolento tra il bordo del plasma e lo 'scrape-off layer' (SOL) (all'esterno dell’ultima superficie chiusa - LCFS acronimo in inglese), governato da filamenti turbolenti. Queste strutture condividono alcune caratteristiche con i filamenti che si manifestano durante ELM (edge-localized mode/modi localizzati nella regione di bordo) che, a loro volta, generano un grande flusso di calore transitorio sui componenti esposti al plasma. L'esistenza di ELM nei futuri reattori a fusione costituisce una notevole sfida tecnologica attualmente perché può ridurre la durata del dispositivo mentre la corretta comprensione delle sue caratteristiche e dinamiche può aiutare a controllarli. In questo lavoro di tesi la crescita della turbolenza locale e il tasso della sua dispersione radiale sono calcolati nello stellarator TJ-II dal bordo allo SOL con un sistema di sensori elettrostatici. I risultati mostrano che la crescita della turbolenza locale si riduce quando si forma un forte gradiente di velocità nel bordo del plasma indotto da un elettrodo esterno polarizzato. I risultati dimostrano che il tasso della dispersione della turbolenza agisce principalmente nel SOL, diminuendo quando gradiente di velocità E x B diventa paragonabile all'inverso del tempo di correlazione della turbolenza, portando a un disaccoppiamento della turbolenza edge-SOL. Il ruolo dei campi elettrici radiali nella regolazione della propagazione della turbolenza è ulteriormente confermato nell’esperimento TJ-II, mediante esperimenti di transizione spontanea electron-ion root. Durante questo processo, il campo elettrico radiale indotto al bordo cambia da valori positivi a negativi. Attraverso le misurazioni di due sonde elettrostatiche posizionate in due regioni lontane tra loro, si osserva che le regioni caratterizzate da velocità omogenea (zonal flows) vengono amplificati durante la transizione, mentre la turbolenza diminuisce nella fase di campo elettrico negativo (ion root). Inoltre, la propagazione della turbolenza calcolata usando la tecnica di trasferimento dell’entropia mostra che la turbolenza si propaga radialmente verso l'esterno a ~1 km/s durante la fase di campo elettrico positivo (electron root), riducendosi sostanzialmente nella fase della ion root. Altro importante argomento trattato in questo levoro di tesi riguarda le proprietà elettromagnetiche dei filamenti turbolenti. Queste strutture sono state studiate in dettaglio nell’esperimento RFX-mod operato in configurazione tokamak con un punto a X nella separatrice (single-null). Anche in questo esperimento, è stata applicata la tecnica di polarizzazione del bordo per indurre un miglioramento del confinamento del plasma in modo che sia possibile un confronto tra i regimi L e H-mode. A tal fine, il bordo del plasma è stato monitorato con una serie di sensori elettrostatici e magnetici. Utilizzando tecniche statistiche avanzate, i filamenti vengono rilevati e tracciati dal bordo verso il SOL in una mappa di potenziale flottante bidimensionale insieme alla densità del plasma e alla densità di corrente parallela al campo magnetico di equilibrio. Mentre nella modalità L-mode i filamenti viaggiano quasi liberamente, durante la modalità H-mode il loro movimento è limitato al SOL nella regione prossima all’ultima superficie chiusa (near SOL). Il gradiente di velocità ExB più elevato in quest'ultimo regime sembra essere la ragione di questo effetto. Le dinamiche del filamento nei due scenari sono discusse nell'ambito di modelli analitici e di scale di velocità e dimensione dei filamenti stessi. Durante la modalità L-mode, i filamenti sono meglio descritti dal regime che prevede i filamenti connessi allo strato di Debye nelle superfici esposte al plasma, in questo caso si è osservato che la densità di corrente parallela e la struttura potenziale viaggiano approssimativamente sincronizzati. In modo H, tuttavia, i filamenti vicino alla LCFS sono meglio descritti dal regime inerziale. I filamenti ELM compaiono spontaneamente durante la polarizzazione del modo H in RFX-mod. Parte dello studio è stato quindi dedicato alla loro caratterizzazione. Queste strutture sono state confrontate con gli ELM di tipo I osservati nel tokamak COMPASS. In entrambi i dispositivi, i filamenti ELM trasportano una sostanziale corrente verso il SOL. L'analisi statistica rivela una struttura fine complessa e ricca all'interno dei cicli ELM. I filamenti ELM sono espulsi nel SOL verso la parete in corrispondenza di una riduzione dei gradienti radiali medi e di una più intensa fluttuazione del campo magnetico perpendicolare. Infine l’esistenza di una fase di modi quasi coerenti prima del verificarsi degli eventi di ELM è stata caratteristica comune in entrambi i dispositivi.
Henkel, Marion [Verfasser]. "Measurements of ion temperatures and fast particles in the scrape-off layer of W7-X stellarator and EAST tokamak / Marion Henkel." Düsseldorf : Universitäts- und Landesbibliothek der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2021. http://d-nb.info/1239413556/34.
Full textCiaccio, Giovanni. "Flow and transport in the edge of fusion devices." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2014. http://hdl.handle.net/11577/3423733.
Full textL’argomento principale della Tesi `e lo studio delle isole magnetiche, al bordo di una macchina tokamak, create per mezzo di perturbazioni magnetiche risonanti (RMP), e della relativa risposta elettrostatica del plasma (flussi e campo elettrico radiale Er). I risultati sono stati confrontati con la fenomenologia e la teoria gi`a conosciute nell’ambito del chaos magnetico al bordo di una macchina con configurazione magnetica reversed-field pinch (RFP). In particolare, l’analisi `e stata eseguita sul tokamak TEXTOR ed il confronto fatto con il RFP RFX-mod. Per tale studio, si ´e utilizzato il codice hamiltoniano di centro guida Orbit, che permette di eseguire simulazioni di trasporto di particelle e ricostruire la topologia magnetica. In primis, Orbit ´e stato confrontato con il codice volume-preserving Nemato [24], allo scopo di validare la ricostruzione della topologia magnetica di Orbit, al bordo di TEXTOR e RFX-mod. Nel limite di bassa energia, Orbit pu`o essere utilizzato per tracciare le linee di campo magnetico, in modo simile ai codici field-line tracing, come Nemato. Nemato integra flussi solenoidali per fluidi incomprimibili, conservando automaticamente il volume [47]. Si vuole verificare quanto accurata sia la descrizione di un campo magnetico da parte di Orbit, che pur essendo un codice hamiltoniano, usa un integratore Runge-Kutta (RK) anzich´e risolvere in modo completamente implicito le equazioni del moto (come fa Nemato). Inoltre, in Orbit le perturbazioni sono descritte mediante un campo scalare , cos`ı che ~B = r × ~B0, dove B0 `e il campo all’equilibrio. I due codici sono validati su una struttura composta da isole q = 0 che caratterizzano la configurazione multy helicity (MH) nel RFP. I dati in ingresso, per entrambi i codici, provengono da una simulazione MHD, visco-resistive in geometria cilindrica 3D non lineare, del codice SpeCyl [20]. Inizialmente il confronto `e stato eseguito su una semplice configurazione con uno solo modo non nullo nello spettro delle perturbazioni, verificando che entrambi i codici creano linee di campo che seguono le superfici di flusso calcolate analiticamente. Il confronto `e quindi esteso alla configurazioni caotica (con tutti i modi). Il risultato `e che la rappresenzione di Orbit e l’integratore RK, non comportano alcuna differenza apprezzabile nelle mappe di Poincar´e e nel calcolo della lunghezza di correlazione. Nella seconda parte della Tesi, allo scopo di disegnare un quadro coix mune del trasporto di particelle nel tokamak RMP e nel RFP, simulazioni di trasporto di particelle (ioni ed elettroni) sono state eseguite, seguendo le analisi storicamente effettuate in RFX-mod [123]. In particolare, due configurazioni magnetiche in TEXTOR sono state considerate: m/n = 12/4 e 3/1. Il codice Orbit `e stato adattato ricostruendo l’equilibrio magnetico di TEXTOR (equilibrio circulare con pressione [144]) e le perturbazioni, sulla base di una formula analitica sviluppata a TEXTOR. Le mappe di Poincar´e create con Orbit mostrano le caratteristiche base del bordo caotico di TEXTOR, come la catena interna di isole, le isole remnant, ed i tubi di flusso laminare circondati da una zona ergodica (ergodic fingers), consistentemente con lavori precedenti effettuati a TEXTOR. Le propriet`a delle suddette strutture sono evidenziate con simulazioni di lunghezza di connessione, Lk(r, ): mentre gli ioni, avendo un raggio di Larmor pi`u grande, sono debolmente influenzati dalla topologia magnetica, le traiettorie degli elettroni sono vincolate alle linee di campo. L’andamento di Lk comporta una caratteristica modulazione di Er con valori positivi nelle zone con Lk 0 (cio`e i tubi di flusso laminare tra le isole remnant e le catena di isole interna). Successivamente, i coefficienti di diffusione ionici ed elettronici (Di and De, rispettivamente), sono stati calcolati lungo l’intervallo poloidale tra l’Opoint (OP) e l’X-point (XP) dell’isola remnant m/n = 4/1, per valutare localmente il trasporto radiale di particelle. Il risultato mostra che Di `e circa costante lungo l’intervallo e quasi neoclassico, mentre De `e pi`u grande (4 ÷ 40 m2/s), e fortemente modulato (pi`u grande nel XP, pi`u piccolo nel OP), consistentemente con le mappe di Lk. Infine, una formulazioni 3D, analitica del campo ambipolare nella configurazione 3/1 `e stata sviluppata a partire dalla geometria dell’isola m/n = 4/1, che bilancia i flussi ionici ed elettronici al bordo. Il risultato `e confrontato con misure di potenziale di plasma nell’isola m/n = 4/1 e con le analisi al bordo di RFX-mod. In RFXmod Orbit predice una buca di potenziale in prossimit`a del OP dell’isola principale (m/n = 0/1), mentre le misure mostrano che la buca sia vicino al XP. In TEXTOR le misure mostrano che la buca di potenziale in corrispondenza del XP dell’isola m/n = 4/1, cio`e la regione con grande De, consistentemente con i risultati di Orbit. La differenza tra RFX e TEXTOR pu`o essere dovuta alla dipendenza dalle collisioni (in RFX si ha alta collisionalit`a, contrariamente a TEXTOR); a una diversa quantit`a di caos tra RFX-mod e TEXTOR; oppure ad una interazione plasma-parete pi`u pronunciata in RFX-mod. Il messaggio principale delle Tesi `e che gli RMPs nei tokamak, anche se indotti come perturbazioni statiche, sono capaci di produrre un campo elettrico radiale Er, la cui struttura `e la stessa della topologia magnetica al bordo. Tale struttura pu`o essere riprodotta in ottima approssimazione da Orbit. Il confronto con RFX dimostra che gli effetti collisionali possono essere importanti nel determinare ampiezza e fase di questo potenziale elettrostatico.
García, Olaya Jerónimo. "Study of electron heat transport in LHD and TJ-II." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2006. http://hdl.handle.net/10803/6609.
Full textHeat transport studies in stellarator devices are completely necessary since the main plasma properties (and therefore, the total fusion power generated) are absolutely dependent. Nowadays, the largest stellarator in the world is the Large Helical Device (LHD). There is also a stellarator device is Spain, TJ-II, which is located in the installations of CIEMAT in Madrid. In this thesis, turbulent and conductive heat transport is studied in both devices with the aim of comparing its formation and suppression.
First of all, collisional transport, i.e. neoclassical transport, which is caused by the particle collisions, is studied by means of a new transport model implemented in the transport code PRETOR-Stellarator. This model is able to calculate heat diffusivities as well as the neoclassical electric field with reasonable accuracy without spending as much computational time as in the Monte Carlo techniques. It is deduced from the results that, for both TJ-II and LHD, neoclassical transport may be quite important in plasmas with low density and high temperatures, although higher levels of neoclassical transport are obtained in TJ-II. Both devices share the feature that in low collisional plasmas, a high positive neoclassical electric field with a high shear appears in the plasma core. This electric field can be responsible of the suppression of the turbulence heat transport.
Some new turbulent heat transport models have been added to PRETOR-Stellarator in order to study this kind of transport. Both, LHD and TJ-II, share a common heat transport in the confinement region (plasma core), called drift wave electromagnetic transport, and which is due to the fluctuations of the magnetic field. Outside this region, turbulent heat transport in LHD has similar characteristic to that in tokamaks, whereas in TJ-II, turbulent transport is maintained.
Turbulent heat transport reduction is a major issue in fusion research, since the capability of producing commercial fusion energy depends strongly on the low levels of turbulence of the plasma. The appearance of a neoclassical electric field in the plasma core and its interaction with turbulent transport has been studied. It is shown that this electric field is able to generate a rotation in the plasma which is able to suppress turbulent transport to neoclassical levels when density is low enough. These plasmas are called to have an internal transport barrier and have stepped electron temperature profiles with hollow electron density profiles.
Another important phenomenon related with electron heat transport is non-local transport, which can not be studied within the general diffusive framework that is used to study turbulent transport in plasmas. The non-local transport is caused by the interaction of long distant parts of the plasma. In this thesis, a new model for this type of transport, which is based on the convolution over a kernel of the neoclassical transport, has been proposed to explain this phenomenon. It has been shown that this model is able to simulate the main characteristics of this transport, e.g. fast pulses propagation, ballistic transport or the growing of the turbulence levels close to the axis of the device. All these phenomena have been observed in LHD and TJ-II.
Finally, once electron heat transport in stellarators has been clarified, a comparison of the designs of the future commercial reactor based on both, stellarators and tokamaks, has been carried out. A stellarator commercial reactor, based on the design of the LHD, would have a 15.5 m major radius, 2.5 m minor radius, with a continuum working regime based on low temperatures and high densities. Main energy sinks are due to conductive-convective heat losses and radiation losses (in a 95% from Bremmstrahlung radiation). The fact that it has such a large major radius makes this design expensive and difficult to build. A tokamak fusion reactor would be smaller, however, the high temperatures achieved make cyclotron radiation losses to be very high, and a wall with a high reflection coefficient seems to be necessary.
L'estudi de les propietats dels plasmes confinats magnèticament esta esdevenint un dels temes primordials de recerca degut a les prometedores perspectives (de netedat i ampli abast) que l'energia produïda per fusió nuclear està fomentant. Es dins d'aquest context on l'estudi dels dispositius de confinament magnètic de tipus stellarator juguen un paper molt important, ja que un reactor de fusió basat en aquest concepte podria tenir (al contrari dels tokamaks) un mode de funcionament continu i no polsat.
L'estudi del transport de calor en el dispositius de fusió per confinament magnètic de tipus stellarator és totalment necessari, ja que les propietats del plasma (i per tant de l'energia produïda per fusió) en depenen completament. Actualment, el stellarator més gran del món es troba al Japó i es diu Large Helical Device (LHD), mentre que a Espanya, el stellarator TJ-II es troba a les instal·lacions del CIEMAT a Madrid. En aquesta tesi, s'estudien ambdós dispositius per tal de determinar de que depèn que aparegui o que desaparegui el transport de calor turbulent en aquests dispositius, i si hi ha algun tipus de punt en comú.
En primer lloc, s'analitza el transport de calor colisional (degut a la col·lisió de les partícules que formen el plasma) mitjançant la introducció d'un model de transport colisional (anomenat neoclàssic) al codi de transport PRETOR-Stellarator. Aquest model es capaç de calcular magnituds físiques tal com difusivitats i camps elèctrics neoclàssics però sense consumir tant de temps com a d'altres tècniques que utilitzen mètodes de Monte Carlo. Dels resultats es desprèn que el transport neoclàssic, tant al TJ-II com al LHD, pot ser important, en plasmes amb baixa densitat i temperatures grans. Ambdós dispositius comparteixen la característica de que apareix, en aquests casos, un gran camp elèctric al centre del plasma que pot ser fa que el transport turbulent disminueixi.
Mitjançant la introducció de diferents models pel transport turbulent a PRETOR-Stellarator, s'estudia el transport turbulent als dos dispositius. De l'anàlisi es dedueix que ambdós dispositius poden compartir el mateix tipus de transport (anomenat electromagnètic) i que es degut a les variacions locals del camp magnètic. Tanmateix, fora de la zona central, el LHD té un tipus de transport semblant al que existeix al tokamak JET (Joint European Torus), mentre que el TJ-II continua amb el transport electromagnètic.
La reducció del transport turbulent prèviament estudiat és un tema capdal ja que permetria un millor confinament del plasma. S'ha estudiat com el camp elèctric format al centre del plasma pot generar un rotació que disminueix el transport turbulent tant al LHD com al TJ-II. Aquests plasmes es diuen que tenen una barrera interna del transport que redueix el transport turbulent a valors neoclàssics sempre que la densitat sigui prou baixa.
Un altre fenomen lligat al transport molt important és el transport no local, que es degut a les correlacions entre parts llunyanes del plasma i que no es pot entendre dintre del context del transport difusió que se sol emprar per a estudiar el plasmes confinats. En el marc d'aquesta tesi s'ha dissenyat un model de transport no local per mitjà d'una convolució sobre el transport neoclàssic. Amb aquest model s'ha aconseguit reproduir molts del efectes no locals que apareixen als plasmes (com ara la ràpida propagació de fenòmens turbulents o la propagació de fronts turbulents que mantenen una forma d'ona ), i que s'han descrit tant al LHD com al TJ-II.
Finalment es realitza una comparació entre els dissenys dels reactors de fusió basats en stellarators i tokamaks. Un reactor de fusió stellarator tindria un radi major de 15.5 m i treballaria en mode continu amb alta densitat i baixa temperatura. Les pèrdues d'energia més importants serien, en aquest cas, degudes a la convenció i conducció dins del plasma. El fet que tingui una grandària tan gran el faria molt car de construir. En el cas dels tokamaks, la seva grandària seria més petita, però les pèrdues per radiació ciclotró serien molt grans (degut al règim d'alta temperatura i baixa densitat) i el disseny d'una paret del reactor amb un coeficient de reflexió molt gran fora totalment necessari.
Fontanet, Saez Joan. "Simulación de plasmas de dispositivos de fusión por confinamiento magnético tipo tokamak y stellarator. Validación experimental y aplicación al estudio del Heliac Flexible TJ-II." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2001. http://hdl.handle.net/10803/6598.
Full textEl código PRETOR permite simular la variación radial y la evolución temporal de las principales magnitudes físicas de un plasma de fusión. Para valorar la bondad de los modelos implementados en el código y determinar la corrección de sus resultados los resultados de la simulación de las magnitudes más relevantes de diversas descargas se comparan con los datos experimentales. De esta comparación se deduce que las magnitudes simuladas presentan un buen acuerdo con los datos experimentales aunque debe destacarse que los errores experimentales son bastante grandes y no siempre están disponibles.
En el desarrollo de esta tesis también se ha aplicado el código PRETOR para el estudio de la parada de emergencia de ITER-DDR, con 1500 MW de potencia de fusión funcionando en un estado estacionario en ignición. Se ha estudiado con detalle la evolución del plasma durante una parada implementada mediante la interrupción del suministro de combustible. Este método se muestra efectivo para reducir la potencia de fusión en unas decenas de segundos evitando una disrupción del plasma en todo el escenario.
Se han realizado diversas modificaciones en el código para hacerlo más versátil y adaptarlo a las necesidades específicas que han ido surgiendo. La modificación más destacada es la incorporación a PRETOR de una rutina más elaborada que la inicialmente implementada en el código para el cálculo de la deposición de potencia adicional por inyección de haces neutros.
En los últimos años la investigación de stellarators ha adquirido una creciente importancia debido a las ventajas que presentan este tipo de dispositivos. Además hay que destacar que el programa de fusión por confinamiento magnético español se centra en el Heliac Flexible TJ-II de la asociación EURATOM-CIEMAT. Por estos motivos y para disponer de un código que sea capaz de simular descargas de stellarators, PRETOR ha sido modificado de forma substancial para crear la versión PRETOR-Stellarator. Esta modificación del código presenta un aspecto inédito de la tesis en el ámbito internacional.
Los módulos que han sido adaptados afectan a la configuración magnética, al transporte de energía y partículas y a la geometría del plasma. Una vez modificado el código, éste se ha aplicado al análisis del plasma de Heliac Flexible TJ-II. El objetivo de este estudio es comprobar que las modificaciones introducidas en PRETOR permiten simular correctamente descargas de stellarators. Los resultados obtenidos con PRETOR se comparan con los obtenidos con el código PROCTR, un código utilizado en el CIEMAT para el estudio del TJ-II y de otros stellarators.
Los resultados demuestran que los perfiles de temperatura se reproducen correctamente, estos resultados son similares a los obtenidos con PROCTR. Los valores experimentales de la potencia radiada y de la energía almacenada en el plasma han sido satisfactoriamente predichos mediante la simulación de PRETOR-Stellarator.
El camino abierto por esta tesis permitirá ahondar en el estudio del plasma del heliac flexible TJ-II, el código está disponible para utilizarse en este dispositivo e incorporar nuevas modificaciones para adaptarlo a las necesidades que vayan apareciendo.
In the study of the fusion by magnetic confinement it is crucial to know the physical behaviour of the confined plasma with detail. In this sense the simulation codes are a very useful tool to analyse the properties of the plasma. Throughout this thesis the properties of the plasma of tokamaks and stellarators has been studied and the transport code PRETOR, created in the JET, has been developed. These studies have been developed within the existing collaboration between the DFEN in the UPC and the Laboratorio Nacional de Fusión of the CIEMAT.
The PRETOR code allows the simulation of the radial variation and the temporal evolution of the main physical magnitudes of a fusion plasma. The results of the simulation of the most important magnitudes of diverse shots are compared with the experimental data in order to evaluate the goodness of the models implemented in the code and to determine the correction of their results. From this comparison it's deduced that the simulated magnitudes present a good agreement with the experimental data although it must be stand out that the experimental errors are quite large and they not always are available.
In the development of this thesis the code PRETOR has also been applied to the study of the shutdown emergency of ITER-DDR, with 1500 MW of fusion power operating in an ignition stationary state. The evolution of the plasma has studied with detail during the shutdown implemented by means of the interruption of the fuel injection. This method is effective to reduce the fusion power in tens of seconds avoiding a plasma disrupción in all the scenarios.
Several modifications have been made in the code in order to make it more versatile and to adapt it to the specific arisen necessities. The most outstanding modification is the incorporation to PRETOR of more complex routine than that initially implemented in the code for the calculation of the additional power deposition by neutral beam injection.
In the last years the investigation of stellarators has acquired an increasing importance due to the advantages that this type of devices presents. Besides it is necessary to emphasise that the Spanish program of fusion by magnetic confinement is focused in Flexible Heliac TJ-II in the asociación EURATOM-CIEMAT. For these reasons and in order to have a code able to simulate stellarators shots, PRETOR has been modified of substantial form to create the PRETOR-Stellarator version. This modification of the code presents an new aspect of the thesis in the international scope.
The modules that have been adapted affect to the magnetic configuration, the transport of energy and particles and to the plasma geometry. Once the code has been modified, it has been applied to the analysis of TJ-II Flexible Heliac plasmas. The objective of this study is to verify that the modifications introduced in PRETOR allow to simulate correctly stellarators discharges. The results obtained with PRETOR are compared with that ones obtained with PROCTR code, a code used in the CIEMAT for the study of the TJ-II and others stellarators.
The results demonstrate that the temperature profiles are reproduced correctly, these results are similar to the obtained ones with PROCTR. The experimental values of the radiated power and the stored energy in the plasma have been predicted satisfactorily by means of the simulation with PRETOR-Stellarator.
The way open by this thesis will allow studying in depth the plasma of TJ-II flexible heliac, the code is available to be used in this device and to incorporate new modifications to adapt it to the necessities that will appear.
Pinzón, Acosta Javier Rodrigo [Verfasser], Ulrich [Akademischer Betreuer] Stroth, Raul [Akademischer Betreuer] Sanchez, Raul [Gutachter] Sanchez, Gonzalo Luis [Gutachter] Garcia, Ulrich [Gutachter] Stroth, and Lothar [Gutachter] Oberauer. "Modelling and Application of Doppler Reflectometry for Advanced Turbulence Studies on the ASDEX Upgrade Tokamak and the TJ-II Stellarator : Modellierung und Anwendung von Doppler-Reflektometrie für erweiterte Studien der Turbulenz am Tokamak ASDEX Upgrade und am Stellarator TJ-II / Javier Rodrigo Pinzón Acosta ; Gutachter: Raul Sanchez, Luis Garcia Gonzalo, Ulrich Stroth, Lothar Oberauer ; Ulrich Stroth, Raul Sanchez." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2018. http://d-nb.info/1165227509/34.
Full textStange, Torsten [Verfasser], Heinrich Peter [Akademischer Betreuer] Laqua, Dieter [Akademischer Betreuer] Breitschwerdt, and Robert [Akademischer Betreuer] Wolf. "Microwave heating and diagnostic of suprathermal electrons in an overdense stellarator plasma / Torsten Stange. Gutachter: Dieter Breitschwerdt ; Robert Wolf ; Heinrich Peter Laqua. Betreuer: Heinrich Peter Laqua." Berlin : Technische Universität Berlin, 2014. http://d-nb.info/1067385762/34.
Full textSallander, Eva. "Magnetohydrodynamic spectroscopy of magnetically confined plasmas." Doctoral thesis, Stockholm : Tekniska högsk, 2001. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-3139.
Full textGarland, Stephen [Verfasser], and Thomas [Akademischer Betreuer] Hirth. "Investigation into the influence of magnetic field structure on the dynamical and spatial properties of plasma edge turbulence in the stellarator TJ-K / Stephen Garland ; Betreuer: Thomas Hirth." Stuttgart : Universitätsbibliothek der Universität Stuttgart, 2019. http://d-nb.info/1195529457/34.
Full textFontdecaba, Climent Josep Maria. "Estudio del transporte de energía en plasma de fusión termonuclear con medidas experimentales obtenidas del espectrometro de intercambio de carga, realizado mediante técnicas de participación remota." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2004. http://hdl.handle.net/10803/6600.
Full textPer altra banda un aspecte important dels dispositius de fusió son els diagnòstics, eines imprescindibles per comprendre les propietats del plasma confinat al seu interior. Un dels diagnòstics instal·lats en el stellarator heliac flexible TJ-II del "Laboratorio Nacional de Fusión" de Madrid és l'espectròmetre d'intercanvi de càrrega. Durant aquesta tesi s'ha aprofundit en el seu estudio per després poder analitzar els seus resultats.
Amb la següent generació de màquines de fusió és pretén augmentar les prestacions i arribar a demostrar la viabilitat d'aquesta tecnologia per produir electricitat. Per això les màquines han de ser molt més grans i, per tant, més cares i complexes. Por això diversos països han col·laborat en el disseny i, en el futur, construcció del dispositiu. Per a que els científics de tots els països participants puguin beneficiar-se de les dades obtingudes per les noves màquines es fan imprescindibles les eines de participació remota. Un dels punts principals d'aquesta tesi és la utilització d'aquest tipus d'eines pel funcionament de l'espectròmetre d'intercanvi de càrrega.
En aquesta tesi s'han realitzat diferents estudis de transport de la calor pels electrons en el plasma. Primer s'ha acabat de validar el codi PRETOR-Stellarator amb dades de descàrreges de TJ-II obtingudes mitjançant la participació remota. Seguidament s'ha introduït una modificació del codi que permet simular amb més exactitud la part central del plasma, amb aquestes modificacions s'ha realitzat un estudi del mode de confinamient millorat de TJ-II.
Amb l'espectròmetre d'intercanvi de càrrega s'han realitzat una sèrie de mesures destinades a comprovar les asimetries poloidals de fuga de ions del plasma i després s'ha intentat ver la influència de la inducció de corrent en el plasma en la temperatura dels ions.
Finalment amb dades obtingudes de l'espectròmetre d'intercanvi de càrrega s'ha realitzat un estudi del transport del calor pels ions. Primer s'ha realitzat fins un radi efectiu de 0.6 aproximadament i després, gràcies a una millora del diagnòstic, s'ha pogut completar el perfil radial fins fora de l'última superfície de flux tancada. Això és una novetat, ja que fins ara no s'havia fet, a més com a resultat dóna una temperatura dels ions totalment plana al llarg de tot el radi i fins i tot fora d'aquesta última superfície tancada de flux.
Amb aquesta tesi s'han provat eines de participació remota comprovant que són aptes per la seva utilització en grans instal·lacions científiques. A més s'ha aprofundit el coneixement dels plasmes de TJ-II. També s'ha acabat de validar el codi PRETOR-Stellarator, amb el que es té una eina útil per la simulació de plasmes de fusió.
En la investigación de la fusión termonuclear controlada por confinamiento magnético es importante conocer el transporte de energía en los plasmas, pues este transporte es el que hace que se enfríe más o menos rápidamente con lo que se obtendrán o no las reacciones de fusión. El transporte de energía en los plasmas es mayoritariamente turbulento o anómalo, hasta la fecha no hay una teoría que explique satisfactoriamente este tipo de transporte, por tanto para poder realizar estudios y extrapolaciones se utilizan modelos semiempíricos en códigos de simulación validados. Uno de estos códigos de simulación está PRETOR-Stellarator, utilizado y mejorado durante la realización de esta tesis.
Por otra parte un aspecto importante de los dispositivos de fusión son los diagnósticos, herramientas imprescindibles para comprender la propiedades del plasma confinado en su interior. Uno de los diagnósticos instalados en el stellarator heliac flexible TJ-II del Laboratorio Nacional de Fusión de Madrid es el espectrómetro de intercambio de carga. Durante esta tesis se ha profundizado en su estudio y manejo para después poder analizar sus resultados.
Con la siguiente generación de máquinas de fusión se pretende aumentar las prestaciones y llegar a demostrar la viabilidad de esta tecnología para producir electricidad. Para ello la máquinas deben ser mucho mayores y, por tanto, más caras y complejas. Por esto diversos países han colaborado en el diseño y, en el futuro, construcción del dispositivo. Para que los científicos de todos los países participantes puedan beneficiarse de los datos obtenidos por la nuevas máquinas se hacen imprescindibles las herramientas de participación remota. Uno de los puntos principales de esta tesis es la utilización de este tipo de herramientas para el manejo del espectrómetro de intercambio de carga, con lo que es un ejemplo para el futuro.
En esta tesis se han realizado diferentes estudios de transporte de calor por los electrones en el plasma. Primero se ha acabado de validar el código PRETOR-Stellarator con datos de descargas de TJ-II obtenidos mediante la participación remota. Seguidamente se ha introducido una modificación del código que permite simular con mayor exactitud la parte central del plasma, con estas modificaciones se ha realizado un estudio del modo de confinamiento mejorado de TJ-II.
Con el espectrómetro de intercambio de carga se han realizado una serie de medidas destinadas a comprobar las asimetrías poloidales de fuga de iones del plasma y después se ha intentado ver la influencia de la inducción de corriente en el plasma en la temperatura de los iones.
Finalmente con datos obtenidos del espectrómetro de intercambio de carga se ha realizado un estudio del transporte del calor por los iones. Primero se ha realizado hasta un radio efectivo de 0.6 aproximadamente y después, gracias a una mejora del diagnóstico, se ha podido completar el perfil radial hasta fuera de la última superficie de flujo cerrada. Esto último es una novedad, ya que hasta ahora no se había hecho, además da como resultado una temperatura de los iones totalmente plana a lo largo de todo el radio e incluso fuera de esta última superficie cerrada de flujo.
Con esta tesis se han probado herramientas de participación remota comprobando que son aptas para su empleo en grandes instalaciones científicas. Además se ha profundizado el conocimiento de los plasmas de TJ-II. También ha acabado de validar el código PRETOR-Stellarator, con lo que se tiene una herramienta útil para la simulación de plasmas de fusión.
In the magnetic confinement cotrolled thermonuclear fusion research it is important to know the energy transport in plasmas, because the transport makes the plasma get cold more or less quickly and so obtain more or less fusion reactions. The energy transport in plasmas is mainly turbulent or anomalous, since now there is not a theory that explains correctly this kind of transport, so in order to make studies and extrapolations it is mandatory to use semiempirical models in validated simulation codes. Among these simulation codes it is PRETOR-Stellarator, used and upgraded during the realization of this thesis.
Another important aspect in the fusion devices are the diagnostics, indispensable tools for understanding the plasma properties of the device. One of the diagnostics installed in the stellarator flexible heliac TJ-II from "Laboratorio Nacional de Fusión" (Madrid) is the charge exchange spectrometer. A deep study and operation of it has been done to analize some of its results during the thesis.
The next generation of fusion devices will improve its features and demonstrate the viability of this technology to produce electricity. To achieve these goals the machines must be bigger than the present-day ones, and therefore more expensive and complex. To avoid these problems some countries have collaborated in the design and, in the future, will collaborate in the construccion of the device. The scientists participating in the construction of the device would acces to the data collected in the machine by remote participation techniques, no matter where their laboratories were. One of the main points of this thesis is the use of remote participation techniques to operate the charge exchange spectrometer, so this can be a good example for the future.
Some electron heat transport studies have been done during this thesis. First of all PRETOR-Stellarator has been validated whit TJ-II shots obtained by remote participation techniques. After, a modification of the code has been done in order to simulate with more precition the central part of the plasma, with these modifications an study of the improved confinement regime of TJ-II has been done.
A series of measurements with the charge exchange spectrometer have been done to comprove the asimetric poloidal ion losses in the plasma. Moreover the influence of an induced current in ion temperature has been investigated.
Finally, with the charge exchange spectrometer data an ion heat transport study has been done. First and study until an effective radius of 0.6 has been done and, after an upgrade of the diagnostic, it has been completed to the last closed flux surface. This last action is a novelty because never has been done in TJ-II. As a main result of these measurements results an ion temperature profile flat along the whole radius, also out of the last closed flux surface.
In this thesis some remote praticipation tools have been tested resulting that they are effective for their use in big scientific instalations. Furthermore the knowledge of TJ-II plasmas has been increased. Also the PRETOR-Stellartor has been validated, resulting an useful tool for the plasma simulations.
Yokoyama, Masayuki. "Study of Optimized Helical Axis Stellarators." Kyoto University, 1996. http://hdl.handle.net/2433/160805.
Full textKyoto University (京都大学)
0048
新制・課程博士
博士(工学)
甲第6546号
工博第1556号
新制||工||1045(附属図書館)
UT51-96-T492
京都大学大学院工学研究科原子核工学専攻
(主査)教授 若谷 誠宏, 教授 木村 逸郎, 教授 東 邦夫
学位規則第4条第1項該当
Landreman, Matthew Joseph. "Electric fields and transport in optimized stellarators." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2011. http://hdl.handle.net/1721.1/68874.
Full textCataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (p. 119-124).
Recent stellarator experiments have been designed with one of two types of neoclassical optimization: quasisymmetry or quasi-isodynamism. Both types of stellarator have perfectly confined collisionless particle orbits as well as one additional feature. Quasisymmetric plasmas have minimal flow damping, which may lead to reduced turbulent transport. Quasi-isodynamic plasmas can have vanishing bootstrap current, implying less variation in the magnetic configuration as the pressure changes and also implying greater stability. Analytical expressions for neoclassical transport in a general stellarator are complicated, so it is desirable to find reduced expressions for ideal limiting cases to provide insight. Here, new neoclassical expressions are derived for a quasi-isodynamic plasma. The Pfirsch-Schliiter flow and current can be written concisely as an integral of B. The remaining components of the flow and bootstrap current are identical to those in a quasi-poloidally symmetric device. A compact expression is derived for the radial electric field Er which is largely independent of the details of the magnetic field. Another issue in the neoclassical theory of stellarators which has not been fully resolved is the validity of the so-called monoenergetic approximation, in which ad-hoc changes are made to Er terms in the kinetic equation to expedite numerical computations. Here we show that at least in a quasisymmetric plasma, this approximate treatment of Er leads to a significant and systematic underestimation of the trapped particle fraction. This distortion of the collisionless orbits is independent of any approximations made to the collision operator. For ideal quasisymmetric and quasi-isodynamic plasmas, new neoclassical expressions are derived in which this problematic monoenergetic approximation is avoided. In the quasisymmetric case, results are presented in both the banana regime and plateau regime for the ion flow, ion radial heat flux, and bootstrap current. The bootstrap current is found to be enhanced. For the quasi-isodynamic case, new Er-driven contributions to the distribution function are obtained. The flow and bootstrap current turn out to be modified by the same numerical coefficient as in the quasisymmetric case.
by Matthew Joseph Landreman.
Ph.D.
Kumar, Santhosh Tekke Athayil. "Experimental studies of magnetic islands, configurations and plasma confinement in the H-1 NF heliac /." View thesis entry in Australian Digital Theses Program, 2007. http://thesis.anu.edu.au/public/adt-ANU20080611.171513/index.html.
Full textProll, Josefine Henriette Elise [Verfasser]. "Trapped-particle instabilities in quasi-isodynamic stellarators / Josefine Henriette Elise Proll." Greifswald : Universitätsbibliothek Greifswald, 2014. http://d-nb.info/1047944278/34.
Full textVincenzi, Pietro. "Interaction between neutral beam fast particles and plasma in fusion experiments." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2016. http://hdl.handle.net/11577/3424363.
Full textL’iniezione di fasci di particelle neutre (neutral beam injection NBI) é uno dei metodi piú utilizzati e affidabili per scaldare il plasma in esperimenti sulla fusione termonucleare confinata magneticamente. L’NBI é utilizzato nella maggior parte degli attuali esperimenti, verrá applicato come riscaldamento dominante in ITER e studi sono in corso per implementare l’NBI nel progetto europeo del futuro reattore dimostrativo DEMO. L’NBI gioca un ruolo fondamentale per i plasmi fusionistici in termini di riscaldamento e capacitá di indurre corrente nel plasma. Questa tesi presenta il lavoro svolto durante i tre anni del mio dottorato e si focalizza su studi numerici dell’interazione tra particelle energetiche provenienti dall’NBI e plasmi confinati magneticamente. Gli aspetti principali discussi sono la ionizzazione del fascio di neutri nel plasma, il confinamento e le perdite degli ioni veloci, la deposizione di potenza e la corrente di plasma indotta dal fascio. Viene inoltre presentata una breve discussione sull’NBI come sorgente di particelle. Diversi codici numerici sono stati applicati per lo studio di esperimenti caratterizzati da un riscaldamento dominante tramite NBI: sono stati studiati il piú grande tokamak attivo al mondo (JET), il piú grande stellarator attivo al mondo (LHD) e il progetto del reattore dimostrativo europeo DEMO. Accurate simulazioni dell’iniezione del fascio neutro sono state elaborate grazie ad un codice Monte Carlo per l’analisi di esperimenti di JET. Una simulazione predittiva é stata condotta con l’intento di ricostruire il profilo di temperature ionica del plasma nel caso di rilevante riscaldamento ionico da parte dell’NBI. Ció ha prodotto un’attendibile ricostruzione in un caso in cui le misure sperimentali non erano disponibili a causa di un problema con lo strumento di misura. L’interazione tra NBI e plasma al JET é stata studiata tramite simulazioni predittive anche per scariche in idrogeno, partendo da scariche di riferimento in deuterio, con l’obbiettivo di studiare gli effetti che il cambiamento isotopico provoca sul plasma di JET. Studi sugli effetti isotopici sono stati effettuati anche per LHD, esperimento a configurazione elicoidale, dove si stanno preparando i futuri esperimenti in deuterio al posto degli usuali esperimenti in idrogeno. L’iniezione di particelle neutre é una delle opzioni come riscaldamento addizionale del plasma per il futuro reattore dimostrativo DEMO. Attualmente uno studio pre-concettuale di questo reattore é in corso a livello europeo. Simulazioni degli scenari di DEMO sono state effettuate sia per il progetto di un DEMO pulsato, sia per un DEMO a funzionamento stazionario. Il ruolo dell’NBI come riscaldamento principale e sistema per indurre la corrente di plasma é stato investigato tramite studi di sensibilitá, confronti con altri sistemi di riscaldamento e simulazioni delle fasi transitorie del plasma (accensione - ramp-up - e spegnimento - ramp-down - della scarica).
Cole, Michael David John [Verfasser]. "Global gyrokinetic and fluid hybrid simulations of tokamaks and stellarators / Michael David John Cole." Greifswald : Universitätsbibliothek Greifswald, 2016. http://d-nb.info/1113294698/34.
Full textPeterson, Joshua T. Knowlton S. F. "Vacuum magnetic flux surface measurements made on the compact toroidal hybrid." Auburn, Ala., 2008. http://repo.lib.auburn.edu/EtdRoot/2008/SUMMER/Physics/Dissertation/Peterson_Joshua_48.pdf.
Full textWarmer, Felix [Verfasser], Holger [Gutachter] Stark, Dieter [Gutachter] Breitschwerdt, Robert [Gutachter] Wolf, and Hartmut [Gutachter] Zohm. "Integrated concept development of next-step helical-axis advanced stellarators / Felix Warmer ; Gutachter: Holger Stark, Dieter Breitschwerdt, Robert Wolf, Hartmut Zohm." Berlin : Technische Universität Berlin, 2016. http://d-nb.info/1156011965/34.
Full textLobsien, Jim-Felix Eduard [Verfasser], Pedersen Thomas [Akademischer Betreuer] Sunn, Pedersen Thomas [Gutachter] Sunn, and David [Gutachter] Bindel. "Tools for designing the next generation of stellarators / Jim-Felix Lobsien ; Gutachter: Thomas Sunn Pedersen, David Bindel ; Betreuer: Thomas Sunn Pedersen." Greifswald : Universität Greifswald, 2020. http://d-nb.info/1217784063/34.
Full textLobsien, Jim-Felix [Verfasser], Pedersen Thomas [Akademischer Betreuer] Sunn, Pedersen Thomas [Gutachter] Sunn, and David [Gutachter] Bindel. "Tools for designing the next generation of stellarators / Jim-Felix Lobsien ; Gutachter: Thomas Sunn Pedersen, David Bindel ; Betreuer: Thomas Sunn Pedersen." Greifswald : Universität Greifswald, 2020. http://d-nb.info/1217784063/34.
Full textSlaby, Christoph [Verfasser], Per [Akademischer Betreuer] Helander, Axel [Akademischer Betreuer] Könies, Ralf [Akademischer Betreuer] Kleiber, Per [Gutachter] Helander, and Laurent [Gutachter] Villard. "Gyro-kinetic simulations of tokamaks and stellarators including collisions / Christoph Slaby ; Gutachter: Per Helander, Laurent Villard ; Per Helander, Axel Könies, Ralf Kleiber." Greifswald : Universität Greifswald, 2019. http://d-nb.info/1185069917/34.
Full textSlaby, Christoph Verfasser], Per [Akademischer Betreuer] [Helander, Axel Akademischer Betreuer] Könies, Ralf [Akademischer Betreuer] Kleiber, Per [Gutachter] Helander, and Laurent [Gutachter] [Villard. "Gyro-kinetic simulations of tokamaks and stellarators including collisions / Christoph Slaby ; Gutachter: Per Helander, Laurent Villard ; Per Helander, Axel Könies, Ralf Kleiber." Greifswald : Universität Greifswald, 2019. http://d-nb.info/1185069917/34.
Full textMaurer, Maurice [Verfasser], Frank [Akademischer Betreuer] Jenko, Frank [Gutachter] Jenko, and Eric [Gutachter] Sonnendrücker. "GENE-3D - a global gyrokinetic turbulence code for stellarators and perturbed tokamaks / Maurice Maurer ; Gutachter: Frank Jenko, Eric Sonnendrücker ; Betreuer: Frank Jenko." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2020. http://d-nb.info/1215837844/34.
Full textAbdou, Ali Elsayed Ali Ibrahim. "Superthermal electron dynamics in the HSX stellarator." 2005. http://catalog.hathitrust.org/api/volumes/oclc/76537977.html.
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