José Helder Facundo Severo.

A partir de observações da emissão radiativa da coluna de plasma pode-se obter informações sobre a distribuição radial dessa radiação (problema de Abel). O estudo do perfil radial de grandezas, tais como temperatura iônica, distribuição espacial das impurezas e densidade, são de grande interesse para física de plasma pois nos fornecem informações sobre fenômenos localizados.Exitem inúmeros métodos computacionais para se resolver o problema de Abel. Um método muito antigo, porém bastante ilustrativo dos problemas que surgem ao tentarmos resolver uma equação como a de Abel, é chamado de método numérico de Pearce . Ele consiste em dividira seção transversal da coluna de plasma em aneis concêntricos, sendo que a emissividade #949;(r) é considerada constante no interior de cada anel que é limitado pelos raios rk e rk#8722;1, onde: (rk #8722; rk#8722;1) = r0/m ; m representa a quantidade de anéis. Surge, naturalmente, a pergunta: qual dos inúmeros métodos existentes é o mais adequado para obter a distribuição radial da emissividade de plasma? Pode-se dizer com certeza que todos os métodos são, ao mesmo tempo bons e ruins. O problema reside no fato de que a equação de Abel pertence a classe de problemas matemáticos chamados mal condicionados onde uma pequena flutuação nos dados de entrada produz grande flutuação nos dados de saída. Desta forma, para um mesmo valor em rk podemos encontrar as funções #949;1(rk) e #949;2(rk) que são ambas muito diferentes, porém ambas satisfazem as condições iniciais do problema.Neste projeto de pesquisa pretende-se empregar o método de Pearce para escrever uma rotina que nos permita estudar a influência do nível de ruido na obtenção dos perfis de emissividade. Pre- tende ainda investigar alguns métodos utilizados na obtenção do perfil de emissividade e escrever uma rotina que nos permita reconstruir o perfil espacial de velocidade de rotação de plasma no tokamak TCABR.

Neste projeto são propostos duas atividades essenciais para o projeto de modernização do tokamak TCABR: i) otimização do processo de iniciação da descarga e ii) diagnóstico óptico do plasma. Essas atividades serão executadas na atual configuração do TCABR, ou seja, antes da conclusão de sua modernização.

No Laboratório de Física de Plasmas foi construindo, com o apoio da FAPESP, um diagnóstico para medir a velocidade de rotação do plasma que está baseado na detecção de diferentes partes de uma mesma linha espectral onde a razão dos correspondentes sinais está diretamente conectado com a velocidade de rotação.Nesse projeto pretende-se criar um modelo matemático simples para descrever o desloca- mento Doppler das linhas espectrais em função da razão de sinais e com isto melhor estimar as incertezas nas medidas de velocidade.

Reparo de equipamentos

Tanto a relação sinal/ruído do sinal medido quanto a incerteza nas medidas de velocidade estão diretamente relacionadas com a dispersão linear do monocromador utilizados nessas medições. Neste projeto, pretende-se utilizar o programa para traçado de raios OSLO para projetar uma nova óptica focalizadora do monocromador McPherson 207 utilizado no diagnóstico de rotação.

De acordo com a teoria neoclássica, o plasma deve girar tanto na direção poloidal quanto na toroidal com velocidades da ordem de 105 #8722; 106cm/s e 106 #8722; 107cm/s, respectivamente. A velocidade de rotação poloidal está diretamente conectada com o confinamento de energia e partículas, enquanto que a velocidade de rotação toroidal pode contribuir para a estabilização da atividade MHD, em particular dos modos de parede, se um determinado nível de velocidade toroidal for atingido. No Laboratório de Física de Plasmas do IFUSP foi construído um diagnóstico, baseado na medição do deslocamento Doppler das linhas espectrais, para estimar a velocidade de rotação de plasma no tokamak TCABR. Tanto a relação sinal/ruído do sinal medido quanto a incerteza nas medidas de velocidade estão diretamente relacionadas com a dispersão linear do monocromador utilizados nessas medições. Neste projeto, pretende-se utilizar o programa para traçado de raios OSLO para projetar uma nova óptica focalizadora do monocromador McPherson 207 utilizado no diagnóstico de rotação. Espera-se com isto que essa nova óptica focalizadora reduza a dispersão linear do monocromador de 12, 4Å/mm para 6, 2Å/mm.

O projeto trata do estudo do perfil de pressão no tokamak TCABR e a sua dependência com os parâmetros macroscópicos do plasma. Para que este estudo possa ser realizado no Laboratório dois diagnósticos ópticos terão que ser desenvolvidos. Estes diagnósticos são o espalhamento Thomson ou diagnóstico da luz espalhada, que atualmente mede a temperatura eletrônica em apenas um ponto espacial e o diagnóstico de temperatura iônica que necessita ser conectado oticamente com o tokamak afim de que o perfil possa ser obtido. Portanto, para que o diagnóstico de pressão possa funcionar é necessário realizar o seguinte trabalho: * Projetar e instalar uma nova objetiva no diagnóstico de luz espalhada afim de que o perfil de temperatura possa ser obtido * Dimensionar as fibras ópticas para multiplexação dos sinais * Projetar os suportes de fixação e alinhamento dos sistemas ópticos * Calibrar o diagnóstico (Reileigh/Raman) com gás nitrogênio para as medidas de densidade eletrônica do plasma * Programar/desenvolver o sistema de aquisição de dados, de modo a automatizar o cálculo de temperatura e densidade, e integrar tais informações junto ao sistema de gerenciamento de dados do Laboratório * Projetar e instalar um sistema ótico responsável por fazer a conexão entre a coluna de plasma e o monocromador THR1000 para as medidas do perfil de temperatura iônica.

Pretende-se com esse projeto realizar um estudo comparativo entre os detetore Fotomultiplicador de Elétrons (PMT) e o detetor Diodo Avalanche (APD) para aplicações em espectroscopia de plasmas.

Estudo das oscilações MHD e a sua relação com as ilhas magnéticas

construção de um diagnóstico para realizar medidas simultaneas dos perfis temporais das rotações poloidal e toroidal da coluna de plasma, com uma resolução temporal adequada que permitirá a comprovação ou não dos resultados teóricos propostos por Mikhailovskii e Tsypin em [Mikhailoviskii, A. B. and Tsypin, V. S. - 1982 Sov. Phys. JETP 56 75]

O projeto consiste em construir um sistema óptico composto de lentes e fibras capaz de conectar oticamente o tokamak TCABR a um monocromador disponível no Laboratório para monitoramento das impuzezas existentes na coluna de plasma.