Description du sujet de thèse
Domaine
Physique corpusculaire et cosmos
Sujets de thèse
Phénomènes de transport dans le plasma compagnon des électrons découplés: impact sur l'amortissement et extraplation à ITER
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les disruptions sont des interruptions brutales des décharges plasmas dans les tokamaks. Elles sont dues à des instabilités menant à la perte de l'énergie thermique et de l'énergie magnétique du plasma sur des laps de temps de l'ordre de quelques dizaines de millisecondes. Les disruptions peuvent générer des faisceaux d'électrons relativistes dits découplés qu'il est important de contrôler ou d'arrêter pour assurer une opération fiable des futurs tokamaks tels qu'ITER. Le sujet proposé se concentre sur l'amortissement des électrons découplés par injection massive de deutérium ou d'hydrogène dans le faisceau. Ce scénario conduit à une diminution drastique de l'énergie déposée sur la paroi par les électrons découplés, à travers deux phénomènes : une instabilité magnétohydrodynamique et l'absence de régénération des électrons découplés dans la perte finale du courant plasma. Ces deux conditions sont obtenues lorsque le plasma créé par l'interaction entre le faisceau d'électrons découplés et le gaz neutre reste suffisamment froid pour recombiner en grande partie. Le mécanisme de recombinaison fait appel à des processus de transport de l'énergie par les neutres et à une diminution de l'interaction entre les électrons découplés et le plasma de fond. Il montre les limites sur les tokamaks actuels, qui doivent être comprises pour pouvoir extrapoler aux futurs tokamaks. Il est donc proposé pour ce sujet de thèse de commencer par mieux caractériser expérimentalement le plasma froid : profils de densité, concentration en deutérium/hydrogène ou impuretés lourdes, profil de courant. On s'intéressera plus particulièrement aux quantités en rapport avec les phénomènes de transport dans le plasma : conduction de la chaleur, diffusion de la matière ou transport du rayonnement. Cette caractérisation expérimentale fera rapidement appel à de la modélisation numérique afin de confirmer le rôle des différents mécanismes de transport dans le maintien des conditions nécessaires à la dissipation du faisceau sans dommages. Une extrapolation vers ITER sera ensuite envisagée via les simulations.
Université / école doctorale
Physique et Sciences de la Matière (ED352)
Aix-Marseille Université
Localisation du sujet de thèse
Site
Cadarache
Critères candidat
Formation recommandée
Physique des plasmas chauds ou froids, modélisation en physique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/11/2025
Personne à contacter par le candidat
Reux Cédric < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DRF/IRFM/STEP/GPAM
IRFM/CEA Cadarache
Bâtiment 513, porte 47
13108 Saint-Paul-lez-Durance
0442252956
Tuteur / Responsable de thèse
Reux Cédric < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DRF/IRFM/STEP/GPAM
IRFM/CEA Cadarache
Bâtiment 513, porte 47
13108 Saint-Paul-lez-Durance
0442252956
En savoir plus
irfm.cea.fr
Domaine
Physique corpusculaire et cosmos
Sujets de thèse
Phénomènes de transport dans le plasma compagnon des électrons découplés: impact sur l'amortissement et extraplation à ITER
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les disruptions sont des interruptions brutales des décharges plasmas dans les tokamaks. Elles sont dues à des instabilités menant à la perte de l'énergie thermique et de l'énergie magnétique du plasma sur des laps de temps de l'ordre de quelques dizaines de millisecondes. Les disruptions peuvent générer des faisceaux d'électrons relativistes dits découplés qu'il est important de contrôler ou d'arrêter pour assurer une opération fiable des futurs tokamaks tels qu'ITER. Le sujet proposé se concentre sur l'amortissement des électrons découplés par injection massive de deutérium ou d'hydrogène dans le faisceau. Ce scénario conduit à une diminution drastique de l'énergie déposée sur la paroi par les électrons découplés, à travers deux phénomènes : une instabilité magnétohydrodynamique et l'absence de régénération des électrons découplés dans la perte finale du courant plasma. Ces deux conditions sont obtenues lorsque le plasma créé par l'interaction entre le faisceau d'électrons découplés et le gaz neutre reste suffisamment froid pour recombiner en grande partie. Le mécanisme de recombinaison fait appel à des processus de transport de l'énergie par les neutres et à une diminution de l'interaction entre les électrons découplés et le plasma de fond. Il montre les limites sur les tokamaks actuels, qui doivent être comprises pour pouvoir extrapoler aux futurs tokamaks. Il est donc proposé pour ce sujet de thèse de commencer par mieux caractériser expérimentalement le plasma froid : profils de densité, concentration en deutérium/hydrogène ou impuretés lourdes, profil de courant. On s'intéressera plus particulièrement aux quantités en rapport avec les phénomènes de transport dans le plasma : conduction de la chaleur, diffusion de la matière ou transport du rayonnement. Cette caractérisation expérimentale fera rapidement appel à de la modélisation numérique afin de confirmer le rôle des différents mécanismes de transport dans le maintien des conditions nécessaires à la dissipation du faisceau sans dommages. Une extrapolation vers ITER sera ensuite envisagée via les simulations.
Université / école doctorale
Physique et Sciences de la Matière (ED352)
Aix-Marseille Université
Localisation du sujet de thèse
Site
Cadarache
Critères candidat
Formation recommandée
Physique des plasmas chauds ou froids, modélisation en physique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/11/2025
Personne à contacter par le candidat
Reux Cédric < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DRF/IRFM/STEP/GPAM
IRFM/CEA Cadarache
Bâtiment 513, porte 47
13108 Saint-Paul-lez-Durance
0442252956
Tuteur / Responsable de thèse
Reux Cédric < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DRF/IRFM/STEP/GPAM
IRFM/CEA Cadarache
Bâtiment 513, porte 47
13108 Saint-Paul-lez-Durance
0442252956
En savoir plus
irfm.cea.fr
