Electron Bernstein Waves properties in the TJ-II Stellarator

Résumé

La inyección de ondas en el rango de la frecuencia ciclotrónica electrónica y armónicos de la misma ha sido usada, aparte de para el calentamiento de electrones, para el encendido e inducción de corriente en plasmas de fusión termonuclear. Por otro lado, la emisión ciclotrónica procedente del plasma se usa comunmente como fuente de diagnóstico del mismo puesto que permite medir la temperatura electrónica con suficiente resolución espacial y temporal. Dentro de la gran variedad de ondas que pueden propagarse en el plasma, las ondas de Bersntein electrónicas (EBWs) presentan la continuación natural para el calentamiento y diagnóstico en regímenes de alta densidad. Al contrario que en el caso de los modos electromagnéticos, las EBWs no presentan cortes que frustren su propagación, independientemente de lo alta que sea la densidad. En al caso particular del TJ-II, la densidad alcanzada en plasmas calentados mediante NBI excede el valor de densidad de corte del modo extraordinario (modo X) en segundo armónico (53.2 GHz). Dado que las microondas usadas por los sistemas de calentamiento ciclotrónico electrónico (ECH) de las que dispone este dispositivo poseen estas carácteristicas, su uso se ve limitado a condiciones de baja densidad. Esto ha motivado la instalación de un sistema de calentamiento mediante ondas de Bernstein electrónicas (EBWH) en TJ-II, mediante el cual se espera conseguir la excitación del modo de Bernstein mediante conversión O-X-B. Este proceso conlleva el lanzamiendo de las microondas en modo ordinario (modo O). Éstas, al alcanzar su densidad de corte, transmiten una fracción de potencia \eta a través de la capa de conversión O-X (conversión O-X), lo que conlleva la excitación de ondas en modo extraord inario (X), que seguidamente se convierten a Bernstein (conversión X-B) en la resonancia híbrida superior (UHR). El éxito del calentamiento electrónico mediante el uso de esta técnica depende fuertemente del ángulo con el que la onda en modo O incide en el plasma, el cual determina la fracción de potencia \eta transmitida entre la rama del modo O y la del modo X. La fuerte dependencia del esquema de conversión usado (O-X-B) respecto del ángulo de incidencia de las microondas lanzadas en modo O al plasma, a su vez, ha motivado la instalación de un sistema para la medición de la emisión Bernstein electrónica (EBE). La instalación de este diagnóstico persigue encontrar la dirección de lanzamiento óptima (aquélla con mayor eficiencia de...