Caracterización y análisis de iones en plasmas de TJ-II mediante espectroscopia activa de recombinación por intercambio de carga

Resumen

La presente tesis versa sobre la caracterización y el análisis de iones de carbono completamente ionizados en plasmas de alta temperatura. Para ello se ha diseñado e instalado un diagnóstico de espectroscopia activa de recombinación por intercambio d e carga (CXRS) que permite realizar medidas locales de temperatura y velocidad de rotación de estos iones. El trabajo se ha realizado en el dispositivo de confinamiento magnético TJ-II, un Stellarator de tamaño medio perteneciente al Laboratorio Naci onal de Fusión del CIEMAT. El nuevo diagnóstico CXRS incluye un inyector de neutros dedicado al diagnóstico y un sistema de espectroscopia multicanal. Con este sistema se han obtenido los primeros perfiles de temperatura y velocidad de rotación en di rección poloidal de carbono totalmente ionizado en plasmas calentados por resonancia ciclotrónica electrónica en TJ-II. Conjuntamente se ha desarrollado un código que permite estimar la atenuación del haz de neutros bajo diferentes condiciones de pla sma así como el número de fotones esperados, que permitirá en el futuro próximo obtener el perfil de densidad local de las impurezas. Para analizar la gran cantidad de datos se ha desarrollado también un entorno de análisis de espectros para el diagn óstico CXRS. En esta memoria se presentan las primeras medidas del diagnóstico en plasmas calentados por ECRH, que permiten identificar la deformación de los perfiles con la contribución debida a la estructura fina, corrigiendo la sobreestimación en temperatura que ésta provoca. Un barrido sistemático en densidad electrónica del plasma y otro limitado en potencia de calentamiento, permiten caracterizar el comportamiento de estos iones bajo diferentes condiciones experimentales, relacionando el m ínimo de temperatura iónica con una transición de campo eléctrico radial y la variación de la temperatura con la frecuencia de colisión. Finalmente se propone la frecuencia de colisión como parámetro de control de la dinámica de los plasmas de TJ-II.