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Diagnostic synthétique X mous pour WEST

Les plasmas de Tokamaks sont le siège de nombreux phénomènes physiques donnant lieu à une émission de lumière dans différentes longueurs d'ondes. En particulier, l'intéraction entre les électrons et les ions présents dans le plasma est source de rayons X de basse énergie (dits X mous). L'intensité du rayonnement X émis dépend de la temperature du plasma et des densités des électrons et des différents ions. Des systèmes de mesure (appelés diagnostics) à base de diodes semi-conductrices permettent de mesurer ce rayonnement X, dans le but d'en déduire des informations sur cette température et ces densités.  Dans le but de mieux cerner la composition du plasma en impuretés, et leur répartition spatiale, il est utile de faire des hypothèses sur les densités des ions émetteurs (donc sur leur transport). On peut alors calculer l'effet de ces hypothèses sur des signaux (synthétiques) associées, que l'on compare aux mesures. En re-itérant sur les hypothèses on peut se rapprocher progressivant des mesures. C'est le principe du diagnostic synthétique. L'objectif de ce stage d'une durée de 4-6 mois serait donc d'étudier le contenu en impuretés des plasmas du tokamak WEST, avec cette methode. Pour ce faire, il faudra compléter et accélerer des routines pré-existantes du diagnostic synthétique, étendre la base de données de physique atomique utilisée (pour pouvoir prendre en compte différentes espèces ioniques pour l'instant non disponibles) et en discuter la pertinence par rapport à d'autres bases de données. Ces outils seront ensuite utilisés, en conjonction avec des simulations de plasma, pour reproduire au plus près les mesures disponibles sur WEST. Les données atomiques utilisées pourront, in fine, être utiles à d'autres diagnostics, comme le spectromètre à cristal 2D.

Un stage d'une durée minimale de 4 mois et d'une durée maximale de 6 mois, avec un stagiaire de niveau M2 familier de la physique des plasmas et de la spectroscopie ou de la physique atomique, ayant des notions de calcul scientifique numérique et du langage Python serait idéal. Des notions d'optique seraient un plus. Ce stage vise à reprendre et optimiser des routines existantes en matlab pour en faire un outil efficace en python, disponibles pour tous, si possible sous la forme d'une bibliothèque ou en s'inspirant d'autres bibliothèques existantes. L'accent sera mis sur la performance (vitesse d'exécution des routines), et sur la qualité et la pertinence des données (discussion de la base de données, comparaisons avec d'autres données disponibles...), en vue de permettre le calcul de signaux synthétiques bien compris et de reproduire au mieux un jeu de données expérimentales de WEST.

Mise à jour : 29/11/2018
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