Study and optimization of magnetized ICRF discharges for tokamak wall conditioning and assessment of the applicability to ITER

摘要

Het ambitieuze ITER-tokamakproject is momenteel het toonaangevende onderwerp in het wereldwijde onderzoek naar magnetische fusie. In deze experimentele tokamak zullen brandstofmengsels van deuterium en tritium sterk verhit worden tot de vereiste fusietemperatuur van ongeveer 150 miljoen graden. Bij deze hoge temperaturen verkrijgt men een plasma. De prestaties van fusieplasmas zijn sterk afhankelijk van de interactie tussen het plasma en de reactorwandcomponenten. Een noodzakelijke methode om de gevolgen van de plasma-wand-interactie te controleren bestaat uit het optimaliseren van de staat van de reactorwandoppervlakken, namelijk wandconditionering, met behulp van specifieke plasma-ontladingen met lage temperaturen. De kwalificatie van routine wandconditioneringsontladingen toepasbaar in de tokamak ITER heeft een hoge prioriteit binnen het magnetische fusieonderzoek.Dit proefschrift kadert in het internationale R&D-programma rond de wandconditioneringstechniek “Ion Cyclotron Wall Conditioning” (ICWC) dat als doel heeft de ICWC-techniek te consolideren en de toepasbaarheid ervan op ITER te kwalificeren. Het omvat zowel experimenteel werk op vier Europese tokamaks, nl. TORE SUPRA, TEXTOR, ASDEX Upgrade en JET, waarbij de efficientie van ICWC voor specifieke conditioneringsdoelstellingen werd nagegaan en geoptimaliseerd, als het modeleren van de ICWC-conditioneringsplasmas en de plasma-wand-interactie tijdens ICWC. De toepasbaarheid van de techniek voor specifieke conditioneringsdoelstellingen op ITER werd aangetoond, en verdere onderzoeksdoelstellingen werden geïdentificeerd.