Transporte e turbulência em plasmas

• Processo: 18/14435-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física dos Fluídos, Física de Plasmas e Descargas Elétricas
• Pesquisador responsável: Marisa Roberto
• Beneficiário: Marisa Roberto
• Instituição Sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Assunto(s): Turbulência
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: dinâmica complexa de plasmas | Ionosfera - camada F | Ondas de deriva | Resposta do plasma | Transporte em Tokamaks | turbulência | Transporte em Plasmas

Resumo

Barreiras para o transporte de linhas de campo magnético possuem um papel importante na área de fusão controlada em tokamaks. Através de dispositivos que causam perturbações externas, que pode ser um limitador ergódigo, o qual perturba superfícies racionais na borda da coluna de plasma, é possível a formação de uma camada caótica. Através de uma formulação Hamiltoniana, o escape das linhas de campo em direção às paredes do tokamak é possível de ser investigado usando um limitador ergódigo para produzir as perturbações ressonantes. A metodologia descrita em nossos trabalhos já publicados foi usada para incluir os efeitos da resposta do plasma na presença de perturbações magnéticas ressonantes. Foi apresentado um modelo analítico e numérico que permitiu calcular a distribuição espacial do campo magnético quando uma corrente elétrica é aplicada em determinadas superfícies para simular a resposta do plasma a campos perturbativos. A configuração do campo magnético total resultante deste modelo foi analisada por meio de mapas de Poincaré associados a este sistema, inserindo uma perturbação ressonante produzida por hélices enroladas ao redor do tokamak. Utilizou-se os parâmetros do tokamak TCABR. De acordo com simulações realizadas em tokamaks tais como o DIII-D, foi verificada a influência da resposta do plasma para diferentes modos de perturbação. Propõe-se complementar resultados já obtidos para avaliar o transporte das linhas de campo magnético para diferentes modos de perturbação e a influência da magnitude da corrente de perturbação. A configuração do campo magnético total resultante deste modelo pode ser analisada, por exemplo, por meio de mapas de Poincaré associados a este sistema. Propõe-se também estudar a turbulência causada por ondas de deriva em plasmas de fusão seguindo um modelo numérico explorado em nossos trabalhos anteriores. Propõe-se analisar as mudanças estruturais do espaço de fases na presença de um perfil de velocidade paralela, utilizando os dados do tokamak TCABR. Será verificada a influência do perfil do campo elétrico nas barreiras "shearless". Uma análise da difusão de partículas será posteriormente analisada.Concernente a minha contribuição no programa Capes/Cofecub propõe-se investigar a interação onda-partícula com foco no controle do caos. Seguiremos uma metodologia que reside na construção de uma hamiltoniana que inclui a interação onda-partícula relativística interagindo com ondas planas eletrostáticas e estacionárias se propagando numa direção perpendicular ao campo magnético. O mapa que descreve a evolução temporal do sistema será analisado variando-se o parâmetro de perturbação. O trabalho será feito em colaboração com o grupo de Controle e Oscilações do IFUSP, do qual faço parte. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

OSORIO, L. A.; ROBERTO, M.; CALDAS, I. L.; VIANA, R. L.; ELSKENS, Y.. Onset of internal transport barriers in tokamaks. Physics of Plasmas, v. 28, n. 8, AUG 2021. (18/14435-2, 18/03211-6, 20/01399-8)