Des chercheurs des Instituts Hefei de science physique de l’Académie chinoise des sciences ont développé un nouveau cadre théorique pour comprendre le transport néoclassique des impuretés de tungstène à Z élevé dans les plasmas de tokamak.
L’étude, dirigée par le professeur PAN Chengkang, a identifié comment l’asymétrie poloïdale des impuretés à Z inférieur peut modifier le transport du tungstène.
Le tungstène est largement utilisé dans les tokamaks en raison de son point de fusion élevé et de sa résistance à l’érosion. Cependant, les impuretés de tungstène peuvent s’accumuler dans le cœur du plasma et provoquer des pertes par rayonnement, ce qui fait de leur transport une question importante pour la recherche sur la fusion. D’autres impuretés sont également présentes dans les plasmas de tokamak, et les impuretés à Z inférieur sont souvent introduites pour améliorer les performances du plasma et réduire les charges thermiques sur les cibles du divertor. Des expériences ont montré qu’elles peuvent également affecter le transport du tungstène, mais le mécanisme derrière cet effet reste incertain.
Dans cette étude, les chercheurs ont étendu leur modèle théorique du transport néoclassique du tungstène afin d’inclure les effets des impuretés à Z inférieur. Leur analyse a montré que ces impuretés peuvent modifier le transport du tungstène. En particulier, la dépendance traditionnelle du transport du tungstène aux gradients radiaux de densité et de température des ions majoritaires ne vaut plus de la même manière.
Les chercheurs ont constaté que l’asymétrie poloïdale des impuretés à Z inférieur joue un rôle clé dans la modification du transport du tungstène. Ils ont également identifié les conditions dans lesquelles cet effet devient dominant et établi une valeur critique du gradient radial des ions majoritaires, (R/LnT)cri.
Lorsque le gradient radial dépasse cette valeur critique, le transport néoclassique du tungstène augmente avec la concentration d’impuretés à Z inférieur, tandis qu’en dessous du seuil, il diminue à mesure que la concentration d’impuretés à Z inférieur augmente.
Les résultats suggèrent que les modèles conventionnels du transport néoclassique du tungstène peuvent ne pas saisir pleinement les effets des impuretés à Z inférieur coexistantes, ce qui pourrait conduire à des écarts dans les estimations du transport.
Selon l’équipe, l’étude offre une image plus détaillée de la manière dont les espèces d’impuretés interagissent dans les plasmas de tokamak et pourrait aider à améliorer l’évaluation et le contrôle du transport du tungstène.
Article : Change of the Tungsten neoclassical particle transport characteristic due to the coexisting of the lower-Z impurity in the tokamak plasmas – Journal : Nuclear Fusion – DOI : Lien vers l’étude
Source : Instituts des sciences physiques de Hefei
