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Rémy GUIRLET 1

i r mf

a cac ar ed h

Contexte : validation des modèles théoriques

Expériences : Transport presque toujours turbulent Modèles théoriques du transp. turb. récents

Impuretés: Estrada-Mila 05, Bourdelle 07, Futatani 10

R/LTe

q e/n

e T

EM

AUG, Ryter NF03

Convection: Vthermodiffusion + Vcompressibilité

sgn(Vthermodiff) nature (e-/i+) de la turbulence

Conditions de l’apparition du transport turbulent: seuils en , identiques pour toutes espèces

sgn(Vcomp) cisaillement magnétique (s0 -1/3?)

Vérification du sens des termes convectifs Contribution relative (rôle de Z)

v,turb0

Vthermodiff < 0 Vthermodiff > 0

e- i+

0

Vcomp > 0 Vcomp < 0

-1/3

Vérification de l’effet de seuil pour impuretés Rôle des impuretés sur les seuils

r

q

q

rs

ZturbZNCZZturbZNCZZ nVVnDD ,,,, Z

Z

Z

Z

D

V

n

n

Stationnaire:

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Transport des impuretésRésultats expérimentaux 2010

R. Guirlet, D. Villegas, C. Bourdelle, X. Garbet

1. Contexte

2. Méthodes

Injections

Diagnostics

Analyse

3. Résultats

Seuil en Te

Dents de scie

4. Perspectives

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2. Méthodes : injection

Injections par laser Injections supersoniques (2007)

Z

LiFAl

Ni

Mo

W

39

13

28

(42)

(74)

Z

HeNNe

Ar

Kr

Xe

27

10

18

(36)

(54)

« Terme source »

p

(X mous)

Méthodes d’injection ok (ISPI moins fiable?)Large gamme de ZExplorer les Z extrêmes: He et W

Temps (s)

Inte

nsité

(u.

a.)

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2. Méthodes : diagnostics

Source : raie spectrale Emetteur peu ionisé (N V, Ne VII, Ar XV, Ni XVII, ...): VUVRésolution temporelle ms

DUO

Dépendances radiale et temporelle dans le coeurEléments lourds : X mous + UV (DUO, SIR)r 3 cm, t ms

C

AlAr

Fe

Z

Te (eV)

Pra

d,Z/(

n en Z

) [W

.cm

3 ] Eléments légers : CXRS

t 10 ms 2,5 ms (en cours)Analyse des spectres d’CX par CHEAP

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2. Méthodes : analyse (ITC)

Résolution des équations de continuité couplées de tous les états d’ionisation

rnrVrnrDr ZZZrZZ

Modèle de transport : diffusion - convection

Recombinaison et ionisation

Source de neutres

0ZZZZZ SInRnt

n

Signaux reconstruits

Signaux mesurésDiagnostics

ComparaisonOptimisation des

coefficients

NON OUI

Profils expérimentaux :

D() V() nZ(,t)

Equation de continuité

Plasma de fond (ne, Te, géométrie, …)Terme source

Coefficients de transport initiaux

Profils de densité d’impureté

Optimisation des coefficients (2-3j)

Algorithme génétique Incertitudes

Chantier « physique atomique »

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2. Méthodes : analyse (DDS)

Traitement des dents de scie : presque jamais pris en compte

before crash

aftercrash

Modèle pour le plasma de fond

Modèle pour l’impureté étudiée : aplatissement dans r < rq=1, à NZ conservé

1. Utiliser la relation linéaire (empirique) entre émission X mous et température

2. En déduire la contribution du fond pendant la phase impureté

3. Soustraire du total pour obtenir l’émission de l’impureté

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Transport des impuretésRésultats expérimentaux 2010

R. Guirlet, D. Villegas, C. Bourdelle, X. Garbet

1. Contexte

2. Méthodes

Injections

Diagnostics

Analyse

3. Résultats

Seuil en Te

Dents de scie

4. Perspectives

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3. Résultats: Rôle de Te (thèse D. Villegas)

R/LTe varie de 3,5 à 6 à r/a = 0,25

Très peu de modification de ne

Expérience: chauffage local (FCE) + injection Ni

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D lorsque R/LTe

Seuil Exp. ~ 6,9 ± 2,4

r/a = 0,1 r/a = 0,3

D ~ indépendant de R/LTe

Convection : Vth(R/LTe) + Vcomp(R/LTe) indépendante de R/LTe

Diffusion : turbulente partout

3. Résultats: Rôle de Te (thèse D. Villegas)

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Accord GK QL / Expérience sur existence et valeur du seuil + nature turb. VNi

exp indépendante de la nature de la turb. car Vthermodiff ( 1/Z) << Vcomp

Turbulence Electronique

D lorsque R/LTe

Seuil Exp. ~ 6,9 ± 2,4Seuil Simu. ~ 6

r/a = 0,1 r/a = 0,3

Turbulence Ionique

ITG indépendant de Te

D ~ constant avec R/LTe

QuaLiKiz : Comparaison Seuil calculé / Gradient expérimental

3. Résultats: Rôle de Te (thèse D. Villegas)

Villegas et al., PRL 2010

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3. Résultats: Régime « dents de scie »

X mous(h/a = 0,4)

X mous(h/a = 0,05)

Bolométrie(h/a = 0,5)

Bolométrie(h/a = 0,05)

NCLASS

Exp.

TRB

QLKD (m2/s)

V (m/s)

r/a

r/a

Temps (s) Temps (s)

Temps (s)Temps (s)

MesureReconstr.

Bonne cohérence expérience / calculs néoclass. et turbulent :Transport du nickel néoclassique entre les relaxations

Transport des impuretés (nickel) à r < rq=1 = néoclassique

Thèse T. Parisot, 2007

rq=1

ne/ne (%)

R (m)

0,2

0,6

1

rq=1

QuaLiKiz: R/Ln, R/LT < seuils

Fluctuations faibles

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3. Résultats: Régime « dents de scie »

Transport des électrons à r < rq=1 : anormal ?

eeeee nVnD

re

e

e

e

e

e

drt

n

rr

n

nf

rn

r

0'

1)(

)(

)( D (m2/s)

V (m/s)

r (m)

Veexp

VeNC

Thèse A. Sirinelli, 2006

Interprétation: effet néoclassique non axisymétrique (cf. ripple, Garbet PoP 2010) dû au mode (n=1, m=1) persistant entre relaxations

DsNC = Ds

NC,sym + DsHP + Ds

curv. pert.

Particules piégées dans BDérive de courbure B / piégées (B)

DNiNC,sym >> DNi

HP + DNicurv. pert.

DeNC,sym 1/2 (De

HP + Decurv. pert.)

Observations compatibles avec NC

R. Guirlet, NF 2010, AIEA 2010

t

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Synthèse - Perspectives

Méthodes d’injection pour gamme étendue de ZTester ISPI (Ne, He)W : travail spectro nécessaire pour transport

Diagnostics UV + X mous satisfaisants, CX : t en amélioration, analyse nZ à faire pour Z légers (He)

Code de transportPas de grosse modifPhysique atomique en coursCPU : parallélisation ?

Seuil du transport turbulent (presque) observé sur les impuretésDépendance DZ = f(R/LTe) observée en turb. e-En dessous des seuils, e- et impuretés = néoclassiques

Convection turbulenteVturb < 0, accord quantitatif GK QL / expérienceThermodiffusion négligeable pour Z = 28

Observation seuil en R/LTe : dépôt local FCE en régime DDS (manip 2/12)Observation thermodiffusion : Transport He (manip 2011 ?)

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