Confronto e adattamento dei campi magnetici di filtro negli esperimenti SPIDER e MITICA

Il presente lavoro di tesi prende in considerazione i due prototipi in scala reale per lo sviluppo dell'iniettore di particelle neutre per il riscaldamento del plasma in configurazione tokamak del progetto internazionale ITER, chiamati SPIDER e MITICA. La tesi analizza le configurazioni di campo di filtro nelle due macchine, ovvero i campi magnetici deputati alla riduzione della temperatura degli elettroni più energetici del plasma generati all'interno della sorgente di ioni. Le configurazioni di progetto in SPIDER e MITICA sono diverse, poiché diversi i requisiti iniziali. Tuttavia nella prossima campagna sperimentale di SPIDER si vogliono riprodurre il più possibile le condizioni che saranno presenti in MITICA. L'obiettivo principale della tesi è pertanto la modifica del campo magnetico di SPIDER per renderlo il più simile possibile a quello in MITICA. Si sono realizzate delle analisi 2D e 3D mediante il software commerciale agli elementi finiti (FEM) COMSOL Multiphysics® per determinare la distribuzione delle correnti elettriche che generano tali campi nei due dispositivi e per verificare in termini di campo magnetico l'efficacia delle modifiche apportate. Contestualmente si è provveduto alla verifica della configurazione del campo magnetico in MITICA prodotto dalla distribuzione realistica della corrente nel sistema di barre di progetto. Sono altresì descritte le ipotesi semplificative e le assunzioni fatte per i modelli in oggetto. I risultati finali mostrano la nuova topologia circuitale di SPIDER e la combinazione ottimale dei parametri considerati, che sono alla base della modifica del disegno CAD della macchina reale che sarà implementata per le successive campagne sperimentali.