Transporte de impurezas no tokamak TCABR

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Tiago Fernandes
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://doi.org/10.11606/T.43.2022.tde-12012023-134326
Resumo: Este trabalho descreve o estudo dos fenômenos de transporte de impurezas no tokamak TCABR instalado no IFUSP. Inclui as simulações computacionais de processos atômicos em plasmas quentes usando o FLYCHK/ADAS e a solução numérica da equação de transporte difusivo-convectivo usando os códigos ASTRA-STRAHL. Os resultados foram comparados com os dados experimentais armazenados no banco de dados de disparos do TCABR, sendo que os perfis das concentrações de carbono de todas as etapas de ionização e os coeficientes de transporte obtidos são apresentados e avaliados. Além disso, os resultados das concentrações de impurezas de carbono foram usados para estimar a emissividade e prever o fluxo de fótons para o novo diagnóstico de impurezas. Este novo sistema será utilizado para coletar dados experimentais calibrados e, assim, permitir a determinação de perfis radiais de concentração de impurezas, os perfis radiais dos coeficientes de transporte de impurezas, perfis das velocidades de rotação toroidal, poloidal e os perfis de coeficientes de transporte de momento. O trabalho também apresenta uma revisão detalhada de aspectos teóricos e algorítmicos sobre processos atômicos, soluções numéricas de equilíbrios MHD da equação de Grad-Shafranov usando códigos EFIT e ESC, bem como sobre sistemas de coordenadas magnéticas. Além disso, o problema do ruído em medições ópticas é apresentado e o desenvolvimento do QSNS-Quite Simple Noise Simulator é explicado detalhadamente. Este programa de computador foi projetado para permitir uma rápida simulação de ruídos de maneira a acelerar o desenvolvimento de novos diagnósticos espectroscópicos de impurezas.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis Transporte de impurezas no tokamak TCABR Impurity Transport in the TCABR Tokamak 2022-12-15José Helder Facundo SeveroFuad Kassab JuniorMunemasa MachidaAntonio Domingues dos SantosFrancisco Eugenio Mendonça da SilveiraTiago FernandesUniversidade de São PauloFísicaUSPBR Física de Plasmas Impurity Transport Plasma Physics Tokamak Tokamak Transporte de Impurezas Este trabalho descreve o estudo dos fenômenos de transporte de impurezas no tokamak TCABR instalado no IFUSP. Inclui as simulações computacionais de processos atômicos em plasmas quentes usando o FLYCHK/ADAS e a solução numérica da equação de transporte difusivo-convectivo usando os códigos ASTRA-STRAHL. Os resultados foram comparados com os dados experimentais armazenados no banco de dados de disparos do TCABR, sendo que os perfis das concentrações de carbono de todas as etapas de ionização e os coeficientes de transporte obtidos são apresentados e avaliados. Além disso, os resultados das concentrações de impurezas de carbono foram usados para estimar a emissividade e prever o fluxo de fótons para o novo diagnóstico de impurezas. Este novo sistema será utilizado para coletar dados experimentais calibrados e, assim, permitir a determinação de perfis radiais de concentração de impurezas, os perfis radiais dos coeficientes de transporte de impurezas, perfis das velocidades de rotação toroidal, poloidal e os perfis de coeficientes de transporte de momento. O trabalho também apresenta uma revisão detalhada de aspectos teóricos e algorítmicos sobre processos atômicos, soluções numéricas de equilíbrios MHD da equação de Grad-Shafranov usando códigos EFIT e ESC, bem como sobre sistemas de coordenadas magnéticas. Além disso, o problema do ruído em medições ópticas é apresentado e o desenvolvimento do QSNS-Quite Simple Noise Simulator é explicado detalhadamente. Este programa de computador foi projetado para permitir uma rápida simulação de ruídos de maneira a acelerar o desenvolvimento de novos diagnósticos espectroscópicos de impurezas. This work describes the study of impurity transport phenomena in the TCABR tokamak, a small-sized machine operated at the Institute of Physics of the University of São Paulo. In this work, numerical solution of diffusive-convective transport equations in TCABR plasmas are obtained with the ASTRA-STRAHL code combined with the ADAS database and FLYCHK code, which is responsible for computing fundamental atomic processes. The numerical results are then compared with experimental data from experiments on TCABR. Radial profiles of carbon concentrations in all ionization levels and transport coefficients are presented and discussed. In addition, the calculated carbon concentrations are used to estimate the associated plasma emissivity and the photon flux at the position of the detector of a new spectroscopic diagnostic system for impurity characterization that is under design for TCABR. This new diagnostic system will be used to determine the radial profile of impurity concentrations and their respective transport coefficients, including transport coefficients for momentum transport. A detailed review of recent developments in the calculations of atomic process is presented along with numerical solutions of MHD equilibria based on the Grad-Shafranov equation using both the EFIT and ESC codes. The construction of magnetic coordinate systems for TCABR plasmas is also addressed. In addition, the problem of noise in optical measurements is presented, and the development of the Quite Simple Noise Simulator (QSNS) code is explained in detail. This code was designed to allow a quick noise simulation in optical systems. Moreover, the QSNS code is aimed to accelerate the development of new noise-robust spectroscopic diagnostics. https://doi.org/10.11606/T.43.2022.tde-12012023-134326info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2023-12-21T18:45:29Zoai:teses.usp.br:tde-12012023-134326Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-12-22T12:31:53.673676Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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