Orientadores: Roberto Antonio Clemente, Munemasa Machida

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin

Resumo: Entre os diferentes métodos alternativos à indução, para sustentação e/ou geração de corrente em plasmas confinados magneticamente, com o objetivo de se obter o funcionamento contínuo de um possível reator de fusão, foi estudado aquele associado a campos magnéticos viajantes produzidos por...

Resumo: Entre os diferentes métodos alternativos à indução, para sustentação e/ou geração de corrente em plasmas confinados magneticamente, com o objetivo de se obter o funcionamento contínuo de um possível reator de fusão, foi estudado aquele associado a campos magnéticos viajantes produzidos por bobinas helicoidais alimentadas por correntes de radiofrequência defasadas (double helix current drive). O método permite compensar as perdas de caráter resistivo em configurações toroidais de plasma, como os pinches de campo reverso (reversed field pinches - RFP). O problema pode ser reduzido ao estudo dos estados estacionários de uma coluna de plasma sujeita a campos de radiofrequência produzidos por bobinas helicoidais externas. Desprezando efeitos de gradientes de densidade e temperatura, o modelo é regido por um sistema de equações diferenciais ordinárias de segunda ordem não lineares acopladas, reguladas por quatro parâmetros adimensionais de interesse físico, que foram resolvidas numericamente usando o programa Mathematica. Estudou-se a eficiência do método em relação às aplicações em RFP, para os quais o campo magnético longitudinal apresenta uma inversão no interior da coluna de plasma. Isso implicou considerar regiões ainda não bem exploradas para os parâmetros de interesse. Os resultados numéricos são apresentados para configurações de campos magnéticos com simetria dipolar e quadrupolar

Abstract: Among the different methods, alternative to induction, to drive current in magnetically confined plasmas, with aim to obtain a continuous operation of a possible fusion reactor, we have studied the one associated to traveling magnetic field produced by helicoidal coils carrying out of...

Abstract: Among the different methods, alternative to induction, to drive current in magnetically confined plasmas, with aim to obtain a continuous operation of a possible fusion reactor, we have studied the one associated to traveling magnetic field produced by helicoidal coils carrying out of phase radiofrequency currents (double helix current drive). The method allows compensating resistive losses in toroidal plasma configurations, like reversed field pinches. The problem may be reduced to the study of stationary states for a plasma column subjected to radiofrequency fields produced by external helicoidal coils. Neglecting density and temperature gradients, the model is governed by a system of coupled nonlinear second order ordinary differential equations, which depend on four dimensionless parameters of physical interest and can be solved numerically using the software Mathematica. We studied the efficiency of the method with respect to applications in reversed field pinches, for which the longitudinal steady magnetic field shows an inversion inside the plasma column. This implied considering not yet well explored regions of the parameters of interest. Numerical results are presented for magnetic field configurations of dipolar and quadrupolar simmetries