• English  | 
  • WEST  | 
3 sujets IRFM

Dernière mise à jour : 21-08-2018


««

• Physique des plasmas et interactions laser-matière

 

Current profile shaping and its impact on tokamak energy confinement: from theory to the control room

SL-DRF-18-0259

Domaine de recherche : Physique des plasmas et interactions laser-matière
Laboratoire d'accueil :

Service Chauffage et Confinement du Plasma

Support aux Expériences et Modélisation

Cadarache

Contact :

Clarisse BOURDELLE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2018

Contact :

Clarisse BOURDELLE

CEA - DSM/IRFM/SCCP/SEM

0442256136

Directeur de thèse :

Clarisse BOURDELLE

CEA - DSM/IRFM/SCCP/SEM

0442256136

Labo : http://irfm.cea.fr/en/index.php

Voir aussi : http://west.cea.fr/en/index.php

In a tokamak plasma, the current profile impacts strongly the turbulent transport, therefore the energy content. Maximizing the energy, hence the D-T fusion rate, is at the heart of research on fusion by magnetic confinement. Current profile is the easiest plasma parameter that can be shaped from the tokamak control room using external magnetic field coils as well as electromagnetic waves. To shape in real time the current profile, improved first principle based turbulent transport codes are needed. Since 2017, for the first time, a neural network regression of a quasilinear transport code is now available and integrated in a real time control suite.

The PhD student will apply these novel tools to

1) reproduce well diagnosed experimental current ramp up of the world largest tokamak, JET

2) validate the embedded turbulence code with respect to nonlinear codes over the, rarely explored, parametric domain of a current ramp up.

The iteration between first principle physics and experiment modelling will be carried out until convergence.

Then, on the WEST tokamak, in Cadarache, experiments will be designed and realized in order to optimize and control the current profile shape leading to improved plasma performances.

Interaction bord-cœur: contrôle de la turbulence par le champ électrique dans les plasmas de tokamaks

SL-DRF-18-0570

Domaine de recherche : Physique des plasmas et interactions laser-matière
Laboratoire d'accueil :

Service Chauffage et Confinement du Plasma

Transport Turbulence et MagnétohydroDynamique

Cadarache

Contact :

Yanick SARAZIN

Peter BEYER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-11-2018

Contact :

Yanick SARAZIN

CEA - DRF/IRFM/SPPF/GTS

+33 4 42 25 48 03

Directeur de thèse :

Peter BEYER

Aix-Marseille Université - Laboratoire de Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

+33 (0)4 91 28 82 20

Comprendre la turbulence et sa dynamique reste un des grands problèmes ouverts en physique. Dans les plasmas de fusion par confinement magnétique, la turbulence contrôle le confinement du plasma, et in fine ses performances. De manière quasi unique, l'auto-organisation multi-échelles dont elle est le siège peut conduire à des bifurcations spontanées vers des régimes à confinement amélioré, caractérisés par le développement de barrières de transport. Un des grands succès de la théorie est d'avoir identifié le champ électrique radial comme un des acteurs majeurs de ce processus.

Les observations expérimentales et notre compréhension théorique montrent que la périphérie du plasma confiné participe de façon décisive à la génération d'un tel champ, et de fait au contrôle de la turbulence. L'objectif de la thèse consiste à élucider son rôle dans cette dynamique, au travers notamment de simulations non-linéaires avec le code gyrocinétique GYSELA. La force du projet réside dans l'originalité de GYSELA, un des rares codes de par le monde capables d'étudier cette interaction cruciale bord-cœur du point de vue cinétique, et l'expertise de l'équipe encadrante, reconnue internationalement et active dans plusieurs projets Européens sur le sujet.

Transport et turbulence dans le plasma de bord des tokamaks en géométrie complexe

SL-DRF-18-0557

Domaine de recherche : Physique des plasmas et interactions laser-matière
Laboratoire d'accueil :

Service Intégration Plasma Paroi

Groupe Physique du Plasma de Bord

Cadarache

Contact :

Patrick Tamain

Eric SERRE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-11-2018

Contact :

Patrick Tamain

CEA - DRF/IRFM/SIPP/GP2B

0442252616

Directeur de thèse :

Eric SERRE

CNRS - M2P2 Marseille

33(0)491118535

Labo : http://irfm.cea.fr/

Le transport dans le plasma de bord des tokamaks demeure l'une des principales inconnues pour les machines futures et en particulier ITER. Celui-ci détermine les performances fusion ainsi que l’espérance de vie des composants face au plasma. Il est reconnu que la turbulence joue un rôle prépondérant dans la physique en jeu.

Le traitement de ce problème non-linéaire nécessite l’utilisation de codes numériques complexes dits "premier principe", c'est-à-dire ne faisant pas appel à des hypothèses ad-hoc pour simplifier la description du transport. Initialement exploités dans des géométries simplifiées, ces codes fluides à 3 dimensions commencent désormais à s’attaquer à la modélisation du transport turbulent dans le plasma de bord en géométrie réaliste. Les premiers résultats soulignent l’importance de la prise en compte précise de la géométrie magnétique et de la paroi du réacteur. La compréhension et les implications de cette physique restent cependant à développer.

Ce projet de thèse vise à étudier l’impact de la géométrie du plasma et du réacteur sur la turbulence dans le plasma de bord. Il comprendra un volet modélisation et un volet expérimental. Il s’appuiera sur la gamme d’outils numériques développés à l’IRFM en collaboration avec l’université d’Aix-Marseille et sur l’exploitation des expériences menées sur le tokamak WEST ou d’autres machines européennes partenaires. L'objectif est de déterminer les paramètres géométriques essentiels influant sur le transport turbulent dans le plasma afin d'en tirer des enseignements sur le design et l'exploitation des machines futures.
Retour en haut