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Venier, Alessandro (2016) Studio di instabilità magneto-idrodinamiche in plasmi a basso fattore di sicurezza in RFX-mod. [Laurea triennale]

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Abstract

L'esperimento RFX-mod è dedicato allo studio degli effetti del confinamento magnetico in plasmi di interesse termonucleare. La flessibilità dell'esperimento permette di esplorare un ampio spettro di configurazioni magnetiche che vanno dal caso Tokamak al caso RFP (Reversed Field Pinch), che, principalmente, si differenziano per il diverso rapporto tra l'intensità del campo magnetico B_phi generato tramite bobine esterne al plasma e quello B_theta prodotto dalla corrente di plasma. Nella presente tesi si indaga il comportamento di un plasma confinato nella cosiddetta configurazione Ultra-low q (Ulq), nella quale il parametro q:=(a*B_phi)/(R*B_theta) (con a ed R rispettivamente raggio minore e maggiore della camera toroidale di scarica) assume valori compresi tra 0 e 1. Questo lavoro di tesi è, in particolare, dedicato all'analisi delle instabilità in plasmi Ultra-low q prodotti in recenti campagne sperimentali in RFX-mod ed al confronto dei risultati ottenuti con quanto previsto da modelli magnetoidrodinamici visco-resistivi. L'analisi si basa su dati raccolti tramite sistemi di sonde interne alla camera da vuoto, distribuite lungo gli angoli poloidale e toroidale dell'esperimento, che misurano le fluttuazioni del campo magnetico con alta risoluzione spaziale e temporale. In particolare, l'analisi si è concentrata sulla dinamica dei modi instabili in un ampio spettro di equilibri Ulq. Tali modi sono stati studiati tramite decomposizione in armoniche di Fourier, valutandone ampiezza e numeri d'onda (poloidale e toroidale). Si è osservato come il valore del parametro q, che nell'esperimento è controllato facendo variare la corrente di plasma, determini lo spettro dei modi instabili. Si è trovato un ottimo accordo tra la dinamica osservata e quella prevista dai modelli teorici, in particolare in termini di periodicità dominanti e di dinamica temporale delle stesse. Si è osservato come agli eventi di riconnessione magnetica siano associati fenomeni di sostituzione di armoniche fondamentali con armoniche superiori, come previsto dal modello. Grazie al sistema di sonde a disposizione è stata ottenuta una caratterizzazione della relazione di dispersione (relazione tra frequenze e numeri d'onda) associata a tali modi, che ha evidenziato una propagazione degli stessi con una velocità di fase dipendente dall'ampiezza, che non può essere descritta dal modello teorico. Un approccio statistico ai dati, dedotti da un ampio database di scariche, ha permesso di evidenziare una dipendenza della resistenza di plasma dal parametro q. Essa risulta quindi ben correlata con l'ampiezza dei modi instabili. Le proprietà di stabilità delle diverse configurazioni Ulq sono state confrontate con quelle caratteristiche delle scariche RFP in condizioni di equivalenti livelli di corrente di plasma.

Tipologia del documento:Laurea triennale
Corsi di Laurea Triennale:Scuola di Scienze > Fisica
Parole chiave:thermonuclear fusion, magnetic confinement, non linear dynamics, Ultra-low q
Settori scientifico-disciplinari del MIUR:Area 02 - Scienze fisiche > FIS/01 Fisica sperimentale
Codice ID:53483
Relatore:Zuin, Matteo
Data della tesi:Settembre 2016
Biblioteca:Polo di Scienze > Dip. Fisica e Astronomia "Galileo Galilei" - Biblioteca
Tipo di fruizione per il documento:on-line per i full-text
Tesi sperimentale (Si) o compilativa (No)?:Sì

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