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Catégorie : Actualités générales

[Publication] Accumulation d’impuretés due à la turbulence électronique dans les plasmas de tokamak

Dans les plasmas de tokamak, les impuretés sont définies comme étant les ions qui ne participent pas à la réaction de fusion. Ces impuretés proviennent de la paroi (tungstène, béryllium), de gaz injectés aux bords (argon) ou de produits de la réaction de fusion (hélium).

Il est nécessaire d’éviter l’accumulation d’impuretés dans le cœur du plasma, la puissance absorbée au cœur du plasma devant être dédiée à la fusion des ions deutérium et tritium. Dans une configuration tokamak, la turbulence est un des principaux mécanismes générant du transport de particules.

Dans cet article, grâce à des simulations gyrocinétiques, nos chercheurs ont étudié le transport des impuretés dans le cas d’une turbulence générée par les électrons (turbulence de type TEM, Trapped Electron Modes) et dans le cas d’une turbulence générée par les ions (turbulence de type TIM, Trapped Ion Modes).

Ils ont montré que, si le transport diffusif turbulent ne présente pas de danger particulier quant à l’accumulation d’impuretés au cœur du plasma, une autre composante du transport turbulent, appelée thermo-diffusion, peut conduire à une accumulation d’impuretés au cœur du plasma dans le cas d’une turbulence électronique.


Titre :
Impurity pinch generated by trapped particle driven turbulence

Auteurs : Kyungtak Lim, Etienne Gravier, Maxime Lesur, Xavier Garbet, Yanick Sarazin, Julien Médina

Nom de la revue : Plasma Physics and Controlled Fusion

Date de parution (en ligne) : Septembre 2020

Lien : https://doi.org/10.1088/1361-6587/aba340

Légende de l'image :
Image de gauche, d’après E. Joffrin et al., Nucl. Fusion 54 (2014) : puissance rayonnée dans une section du tokamak JET. Le rayonnement observé au centre est dû à l’accumulation de tungstène au cœur du plasma.
Image de droite, d’après K. Lim et al., PPCF 62 (2020) : dans le cas d’une turbulence ionique (TIM), l’impureté est transportée vers l’extérieur (vitesse radiale positive). Dans le cas d’une turbulence électronique, l’impureté est transportée vers le cœur du plasma (vitesse radiale négative), et conduit à une accumulation d’impuretés.