Studio di transizioni al regime ad alto confinamento del plasma di JET tramite analisi analitica del bilancio di potenza.

In questo lavoro di tesi viene discussa la fisica della transizione al regime di trasporto di energia e particelle del plasma detto ad alto confinamento “H” nella macchina tokamak JET. JET `e la macchina sperimentale europea di punta che studia plasmi confinati magneticamente ad alte temperature con l’obbiettivo di trovare soluzioni per futuri reattori in grado di produrre elettricit`a. Per questo motivo viene approfondito lo studio dei plasmi, fluido composto da ioni ed elettroni che presenta un comportamento globalmente neutro. Si riporta un metodo che permette di confinare l’energia di questo gas per portarlo alla temperatura sufficiente per ottenere le reazioni di fusione. A questo proposito si descrive il confinamento magnetico in una struttura toroidale che risulta particolarmente efficace in termini energetici. La struttura toroidale che viene trattata in questa tesi `e il tokamak, caratterizzato da un campo magnetico toroidale e da un campo magnetico poloidale. In questo tipo di struttura vengono identificati diversi regimi di trasporto dell’energia dei plasmi, qui si discuter`a: il modo L corrispondente al regime naturale di confinamento; il modo H che comporta un regime di confinamento di trasporto di energia di particelle migliorato. Ci`o che rimane tutt’ora oggetto di studio `e la fisica della transizione per passare da modo L a modo H, tematica approfondita in questa tesi. Nell’ultimo periodo JET viene utilizzato per fare degli esperimenti specifici in funzione dei futuri esperimenti su ITER. ITER `e il tokamak ancora in costruzione che si propone di simulare le condizioni di un reattore da fusione. Si mostrano inoltre i risultati ottenuti rispetto all’individuazione di un criterio che descriva la transizione al regime ad alto confinamento, evidenziando le dipendenze dai principali parametri del plasma. Successivamente vengono riportati i risultati di alcune campagne di JET. Si mostra dunque come il passaggio al modo H venga influenzato e cambi rispetto al tipo di specie atomica che compone il gas. Questi studi sono fondamentali per prevedere il comportamento del plasma per le diverse fasi di sperimentazione di ITER, in particolare negli esperimenti della fase pre-fusionistica dove verranno utilizzati plasmi in H e He.