Escape das linhas de campo magnético da borda do tokamak

Resumo

Neste projeto propõe-se estudar o escape das linhas de campo magnético caóticas em direção à parede do tokamak, as quais podem ser geradas através de um limitador magnético ergódico, que são "fatias" de hélices enroladas em volta do tokamak, tais que o passo das hélices coincida com o passo das linhas de campo helicoidais na superfície ressonante. Um perfil de fator de segurança não-monotônico será utilizado para obtenção dos padrões de escape e das estruturas espaciais dos padrões de deposição das linhas de campo sobre a parede da câmara. Tais padrões se assemelham às impressões do fluxo de calor deixadas nas paredes do tokamaks, obtidas experimentalmente em alguns tokamaks, tais como o Textor[1]. Parece que tais estruturas espaciais são determinadas pela sela caótica dos pontos hiperbólicos. Se propõe também gerar linhas de campo magnético caóticas atráves de uma perturbação gerada por um anel de corrente paralelo à corrente de plasma, a fim de criar na superfície magnética mais externa uma separatriz, ou um ponto X, simulando um divertor poloidal, seguindo a mesma metodologia usada para o cálculo dos campos perturbados pela hélice. Além disto, propõe-se construir um mapa conservativo para o equilíbrio MHD, que apresente um ponto de X, seguindo a metodologia apresentada na referência [2]. Partiremos do fato de que o traçado das linhas de campo magnético estático pode ser interpretado como um sistema dinâmico hamiltoniano, onde a coordenada Æ faz o papel do tempo. A partir dos pontos fixos e da topologia das curvas invariantes que espera-se que o sistema apresente, sugere-se uma hamiltoniana H=y2/2 + V(x). O potencial V(x) deve apresentar pontos de mínimo e máximo convenientes para que as soluções x(t) e y(t) traçem curvas no espaço de fase que coincidam com as superfícies magnéticas de um tokamak sob a ação de um divertor. Para obter o mapa discretizamos o tempo, fazendo com que, em cada intervalo, o número de rotação seja correspondente ao do fator de segurança calculado por um perfil observado em tokamaks. A vantagem da construção deste mapa reside no fato de que podemos escolher um perfil de fator de segurança relacionado à uma configuração magnética realista, portanto, ligado aos parâmetros reais de máquinas de confinamento toroidal. [1] Wingen, A., et al. Physics of Plasmas 14, 042502, 2007[2] Abbamonte, P.M., Morrison, P.J. DOE/ET-55088-638, 1994. (AU)