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Collaborations Euratom-CEA avec le CNRS et l'Université Physique (projet 5) : Ondes (responsable Euratom-CEA : Y. Peysson ) Le contrôle des performances des plasmas de tokamak dans des conditions thermonucléaires ŕ partir de paramčtres extérieurs constitue un enjeu majeur. Les ondes électromagnétiques constituent un des outils privilégiés pour la modularité qu’offre ce type de systčme. En effet, les problčmes de génération de puissance radio-fréquence, du transport de celle-ci, de son couplage puis de l’évolution de l’onde dans le plasma constitue une chaîne « d’objets » d’études quasi-indépendants, ce qui représente un atout important dans une perspective industrielle. L’enjeu dans les prochaines années est de pouvoir employer ces systčmes de maničre continue, avec toute la flexibilité nécessaire. A ce titre, de trčs nombreux travaux de modélisations sont nécessaires. Concernant les travaux engagés, deux problčmes clés font l’objet du projet ONDES :
Thčme 1 : Couplage antenne-plasma au voisinage de FCI
(Université Henri Poincaré, Nancy I, Laboratoire de
Physique des Milieux Ionisés et Applications,
LPMIA, UMR-7040
CNRS,
Le code ICANT permet de calculer de façon auto cohérente les champs proches, la distribution de courant sur la structure d'antenne ainsi que tout ou partie des grandeurs associées aux propriétés de rayonnement de l'antenne face ŕ un plasma inhomogčne magnétisé dans la gamme de fréquence 30 – 100 MHz. Pour ętre disponibles et efficaces sur des longues durées, les chauffages des plasmas de fusion devront, pour les machines de la prochaine génération ITER, limiter au maximum l'apparition des phénomčnes localisés de surchauffe. Ces points de surchauffe sont souvent associés ŕ un flux de particules énergétiques. La recherche de tous mécanismes possibles générant de tels flux constitue la démarche que l’on poursuit pour décrire l'interaction antenne FCI - plasma sur des longues durées. L’étude de l’effet du courant de polarisation a permis de définir les orientations des recherches ŕ mener ŕ court terme : prise en compte des courants de convection, généralisation de l’expression du courant de polarisation. Une nouvelle orientation vers les mécanismes d’accélération directe de particules comme perte d’énergie et source de flux de chaleur ŕ la paroi est envisagée. Une telle connaissance devrait contribuer ŕ la réalisation d’un chauffage FCI en continu. Ceci correspond d'ailleurs ŕ un des objectifs prioritaires du programme de Tore Supra.
Thčme 2 : Code « Full-Wave » ŕ la fréquence hybride
(Université Henri Poincaré, Nancy I, Laboratoire de
Physique des Milieux Ionisés et Applications,
LPMIA, UMR-7040
CNRS,
La propagation et l’absorption de l’onde hybride basse constituent ŕ ce jour la méthode la plus performante pour générer du courant par résonance cinétique onde-particule. La modélisation reste aujourd’hui encore trčs largement basée sur les méthodes de tracé de rayon. L’enjeu est de décrire exactement le comportement de l’onde sans approximation WKB (phase rapide, modulation lente) qui n’est pas valable dans toutes les régions du plasma en régime de faible absorption. Les premičres tentatives de simulation « full wave » avec des méthodes spectrales ont montré en effet de profondes différences avec le tracé de rayons. Il y a donc nécessité d’un autre schéma (non spectral) pour valider ces résultats. L'objectif final de ces travaux est l'écriture d'un code « full-wave » pour l'étude de la propagation de l'onde hybride basse en géométrie torique.
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