Transporte caótico em plasmas de tokamak

Resumo

Propõe-se analisar o transporte caótico de partículas e turbulência do plasma causada por ondas de deriva na borda de tokamaks. Tais estudos podem contribuir com a compreensão e eventualmente com o controle de fenômenos não lineares complexos presentes em plasmas de fusão, em especial, em tokamaks de grande porte, tais como o ITER. A camada caótica é gerada pelo potencial eletrostático flutuante, que causa o transporte anômalo de partículas observado na borda de tokamaks, podendo degradar o confinamento do plasma de acordo com o módulo de sua amplitude, e pela não uniformidade do cisalhamento do campo elétrico. Propomos investigar a influência do perfil do campo elétrico nas barreiras "shearless" investigando as barreiras de transporte em pequenos intervalos de cisalhamento do perfil do campo elétrico, com o propósito de investigar as condições para surgimento e destruição das barreiras. Introduziremos também diferentes perfis de campo elétrico radial de equilíbrio com o intuito de aplicar o modelo em tokamaks operando no modo H. Tais perfis foram ajustados usando dados experimentais do ASDEX-Upgrade. Além disso estudaremos as barreiras de transporte sob influência de diferentes perfis de campo magnético, a saber, monotônico e não monotônico. Pretendemos também investigar as bifurcações de ilhas magnéticas geradas por perturbações magnéticas ressonantes seguindo metodologia descrita em nossos trabalhos anteriores. É conhecido que em tokamaks operando no modo H surgem instabilidades periódicas conhecidas como edge localized modes (ELM), as quais são responsáveis pela abrupta elevação de temperatura próximo as placas do desviador provocando a redução do tempo de vida do desviador em um futuro reator. Tem sido amplamente demonstrado que perturbações magnéticas ressonantes não-axissimétricas podem ser usadas para suprimir os ELM. Tais bobinas foram adicionadas ao projeto base do ITER. Também se propõe utilizar o código M3D-C1 para investigar o transporte em tokamaks com desviador poloidal, analisando os chamados "footprints", os quais estão relacionados com o fluxo de calor nas paredes dos tokamaks. (AU)