Modelagem dos campos magnéticos não-axissimétricos produzidos por bobinas de controle de ELMs no TCABR

• Processo: 25/12216-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física dos Fluídos, Física de Plasmas e Descargas Elétricas
• Pesquisador responsável: Gustavo Paganini Canal
• Beneficiário: Ryan Augusto de Oliveira Nalesso
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/04857-2 - Desenvolvimento de um conjunto inovador de bobinas de controle de ELMs para o tokamak TCABR, AP.JP
• Assunto(s): Fusão nuclear Tokamaks Física de plasmas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Campos RMP | ELMs | fusao nuclear | tokamak | Física de plasmas

Resumo

Uma modernização significativa do Tokamak à Chauffage Alfvén Brésilien (TCABR) está sendo projetada para torná-lo capaz de criar um ambiente bem controlado, onde a base física por trás do efeito de perturbações magnéticas aplicadas externamente em modos periféricos localizados (ELMs) pode ser abordada em uma ampla variedade de cenários de plasma, geometrias de bobinas de controle de ELM e espectros de campo magnético perturbado. O objetivo principal desta modernização corresponde ao projeto e à construção de um conjunto inovador de bobinas internas de controle de ELMs composto por seis conjuntos toroidais de bobinas igualmente espaçadas na direção toroidal: três no lado de campo alto e três no lado de campo baixo. Cada conjunto será composto por 18 bobinas, ou seja, um total de 108 bobinas serão instaladas dentro da câmara de vácuo do TCABR. Devido ao número relativamente alto de bobinas, este conjunto permitirá a criação de campos de perturbação com número de modo toroidal tão alto quanto n = 9. A modelagem do campo magnético de vácuo produzido por essas bobinas não-axissimétricas é, portanto, uma etapa fundamental para seu projeto e também para sua utilização em experimentos futuros. Para estimar o campo magnético de vácuo produzido na região do plasma por este conjunto de bobinas, a geometria dos condutores de cada bobina será modelada usando segmentos retilíneos de corrente suficientemente pequenos. Posteriormente, o campo magnético criado por cada segmento será calculado usando a lei de Biot-Savart. Com a geometria e a corrente elétrica de cada bobina previamente determinadas, a distribuição do campo magnético dentro da câmara de vácuo do TCABR será calculada. O resultado deste desenvolvimento será incorporado a um conjunto de ferramentas para o uso futuro do sistema de bobinas de controle do ELM do TCABR.