Estudio y desarrollo de sistemas de Reflectometría con modulación de amplitud para la medida del perfil de densidad electrónica en plasmas de fusión

Resumen

El trabajo de investigación que se presenta en esta memoria se incluye dentro de los esfuerzos que la comunidad internacional está haciendo para definir las técnicas de medida que serán necesarias en la nueva generación de dispositivos de fusión termonuclear. En este contexto se ha desarrollado un nuevo método para medir la distribución espacial de la densidad electrónica del plasma (parámetro clave para el control y operación de cualquier dispositivo de fusión) que consiste en aplicar técnicas de modulación de amplitud a la reflectometría de microondas. Con este método se consigue reducir de forma significativa las perturbaciones que las fluctuaciones de densidad introducen en el análisis de las señales medidas con los reflectómetros clásicos. Se ha utilizado esta nueva técnica para medir el perfil de densidad en dos dispositivos de fusión: el tokamak PBX-M (en el Laboratorio de Física del Plasma, Princeton, E.E.U.U.) y el stellarator W7-AS (en el Instituto Max Planck, Garching, Alemania). Los resultados obtenidos en ambos casos han demostrado que la reflectometría con Modulación de Amplitud es una diagnóstico robusto y fiable. En el caso del tokamak PBX-M el reflectómetro de Amplitud Modulada nos ha permitido abordar el estudio de las modificaciones que experimenta el perfil de densidad en el borde el plasma en dos tipos de experimentos: en la transición entre el modo L (de bajo confinamiento) y el modo H (de alto confinamiento) y en plasmas calentados con ondas de Bernstein iónicas.