Formación de barreras de transporte y transiciones de segundo orden en el borde del plasma

Resumen

La tesis está encuadrada dentro de la fusión nuclear por confinamiento magnético y trata sobre la simulación de transiciones de primer y segundo orden en el borde del plasma. Se simulan dos tipos de transiciones: TRANSICIÓN DEL MODO L AL H TRANSICIÓN DE SEGUNDO ORDEN EN EL TJ-II TRANSICIÓN DEL MODO L AL H -Antecedentes. La formación de barreras de transporte en plasmas de fusión es un fenómeno de naturaleza universal que se produce tanto en el interior del plasma como en el exterior donde las propiedad físicas son muy distintas. Estas barreras de transporte reducen la turbulencia y aumentan el confinamiento de la energía. La formación de una barrera de transporte en el borde del plasma da lugar a una transición donde se pasa de un modo de bajo confinamiento, L, a otro de alto, H. Fue descubierta en el año 1982. -Modelo. Se ha modelado la transición del modo L al H. Las ecuaciones del modelo son tres. Una para la densidad, otra para la temperatura y otra para la envolvente del nivel de fluctuaciones de la densidad. Se utiliza geometría cilíndrica. Los coeficientes de difusividad cuentan con dos contribuciones, una neoclásica constante, y otra de origen turbulento. Para modelar el transporte turbulento se supone que el plasma se puede dividir en dos zonas en las cuales predomina un tipo de inestabilidad. En la zona exterior del plasma, donde se forma la barrera de transporte, es de tipo ballooning. El coeficiente de difusividad depende linealmente del nivel de fluctuaciones y se calcula utilizando la aproximación de turbulencia fuerte. En el campo eléctrico radial únicamente se tiene en cuenta la contribución diamagnética. -Resultados. En la simulación teórica, al igual que en el experimento, se encuentra una potencia umbral a partir de la cual se alcanza la transición del modo L al H y se forma una barrera de transporte estacionaria. La transición que se ha obtenido en el modelo, para situaciones estacionarias, es menos abrupta que la observada experimentalmente. En situaciones dinámicas los resultados teóricos y experimentales son más similares. TRANSICIÓN DE SEGUNDO ORDEN EN EL TJ-II -Antecedentes. En el TJ-II se observa una transición de segundo orden a partir de la cual empieza a formarse cizalla del flujo poloidal y el crecimiento de la turbulencia se reduce. -Modelo. La geometría cilíndrica del TJ-II no se ajusta a la cilíndrica y al estar interesados en modelar únicamente el borde del plasma se utiliza una geometría más sencilla, slab. El modelo...