Dfense publique de la thse intitule:

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• Défense publique de la thèse intitulée
• Études du rayonnement suprathermique émis lors du
  chauffage cyclotronique électronique du plasma du
  tokamak TCV
• Candidat Patrick Blanchard
• Directeur de thèse Dr. Henri Weisen
• Effectuée au Centre de Recherches en Physique des
  Plasmas de lEPFL
• Lausanne, le 30 août 2002

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Plan de lexposé

• Des atomes au Tokamak TCV en passant par le
  plasma
• Lémission cyclotronique électronique (ECE)
• La radiométrie ECE et la mesure de température
• Le chauffage du plasma et le rayonnement
  suprathermique

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Motivations

• But Production dénergie en fusionnant des
  atomes légers
• Comment y arriver?
• On doit faire des collisions énergétiques entre
  atomes
• On doit travailler à très haute température (100
  millions de
• degrés) gt
• Confinement des atomes dans un réacteur de type
  tokamak gt tokamak TCV
• Chauffer le plasma gt chauffage cyclotronique
• Mesure de la température

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Les atomes
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Les états de la matière

• État solide

On chauffe
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Les états de la matière

• État liquide

On chauffe encore
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Les états de la matière

• État gazeux

On chauffe toujours et
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Les états de la matière

• État plasma

Létat plasma représente environ 99 de la masse
de lunivers
Expérience 1
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La réaction de fusion D-T
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La fusionproduction dénergie
EDmc2

• Chauffage annuel dune petite maison (5000 kW)
• 600kg de charbon
• 6gr dUranium
• 6mg de mélange Deutérium-Tritium (Dm200mg)

Problème les particules de même charge se
repoussent
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Collisions
Les particules de même charge se
repoussent Protons Protons Deutérium - Tritium
Solution il faut chauffer le plasma
Jusquà 100 millions de degrés !!!
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Le confinement des particules

• On doit confiner les particules! Comment?

Avec un champ magnétique
Expérience 2
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Le concept de tokamak

• Chambre toroïdale

• Champ magnétique toroïdal

• Courant de plasma gt
• Champ magnétique poloïdal

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Le tokamak TCV
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Caractéristiques des plasmas de TCV

• 20 plasmas par jour dune durée de 2 secondes
• Champ magnétique dans TCV 10.000 champ
  terrestre
• Densité dans TCV 1/1.000.000 densité de lair
  ambiant

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• Des atomes au Tokamak TCV en passant par le
  plasma
• Lémission cyclotronique électronique (ECE)
• La radiométrie ECE et la mesure de température
• Le chauffage du plasma et le rayonnement
  suprathermique

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Lémission cyclotronique électronique
Charge accélérée mouvement périodique
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Lémission cyclotronique électronique
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Le spectre électromagnétique
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• Des atomes au Tokamak TCV en passant par le
  plasma
• Lémission cyclotronique électronique (ECE)
• La radiométrie ECE et la mesure de température
• Le chauffage du plasma et le rayonnement
  suprathermique

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Radiométrie ECE

• Avantages
• Mesure passive
• Bonne résolution spatiale
• Bonne résolution temporelle

On a ainsi une mesure locale du rayonnement CE
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Lignes de visées
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Mesure de température

• Milieu en équilibre thermique gt fonction de
  distribution électronique Maxwellienne

• La Maxwellienne est définie par un seul
  paramètre la température Te

Expérience 3
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Mesure de température
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• Des atomes au Tokamak TCV en passant par le
  plasma
• Lémission cyclotronique électronique (ECE)
• La radiométrie ECE et la mesure de température
• Le chauffage du plasma et le rayonnement
  suprathermique

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Chauffage du plasma par onde EC
2 moyens chauffage ohmique
chauffage par ondes cyclotroniques
électroniques - car la fréquence cyclotronique
est une fréquence de résonance
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Génération délectrons suprathermiques

• Equilibre thermique

• Injection de micro-onde gt intéraction avec des
  électrons de haute énergie

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Génération délectrons suprathermiques
Cest à partir de ce moment que les choses se
compliquent!
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Simulation bi-Maxwellienne
Nécessité de simuler les signaux expérimentaux
Approche bi-Maxwellienne
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Quelques résultats
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Conclusions

• Mise au point dun nouveau diagnostic de mesures
  permettant détudier les électrons
  suprathermiques présents dans le plasma

• Etude de linfluence de la géométrie et de la
  puissance des X2/X3 sur la génération délectrons
  suprathermiques

• La détermination précise de la population
  suprathermique est essentielle pour les futurs
  réacteurs dont le chauffage et une partie du
  courant de plasma seront assurés par des
  injections dondes

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Thats all Folks!
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Remerciements
Direction du CRPP
Henri Weisen
Stefano Coda
Stefano Alberti
Mark, Tim, Laurie
Wolfgang Suttrop
Philippe, Blaise
Xavier Llobet
Jean-Michel Mayor
Edith
Claude Raggi
Paolo
Olivier, Adriano, Gilles
Yann, Laurent, Alain, DC
Ma famille
Francesca
tous les autres
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Festivités