Study Operation TBR Tokamak-1 Influence Electrical Magnetic Disturbances

Neste trabalho foram realizados estudos experimentais de operação do tokamak TBR-I sob condições extremas de densidade e de campo magnético toroidal e, também, sob a influência de perturbações elétricas radiais e magnéticas helicoidais aplicadas na região periférica da coluna de plasma. Realizou-se, também, uma análise preliminar das características das descargas na região da corrente de plasma com predominância de elétrons fugitivos. Para isso foi utilizada a maioria dos diagnósticos já construídos no Laboratório de Física de Plasmas da USP, que são: diagnóstico por sondas eletrostáticas, bobinas de Mirnov, espectroscopia óptica, interferômetro de micro ondas, detector de raios-X duros, detector de H, bobinas de Rogowski, bobinas de posição, espiras das tensões de enlace e medição da pressão com \"ion-gauges\" e analisador de gás residual. Os resultados permitiram obter uma lei de escala para as descargas do TBR-1 associando a densidade média de partículas com a densidade média de corrente de plasma. Foram observados efeitos muito interessantes nas oscilações magnéticas do plasma sob ação dos campos perturbativos. Em particular, para os campos elétricos radiais com polarização negativa, observou-se uma diminuição considerável das frequências dessas oscilações e uma atenuação nas amplitudes das mesmas, segundo uma análise de Fourier. Ao contrário, para polarizações positivas, foi observado um plasma mais turbulento. Este resultado repetiu-se (porém não tão acentuado como descrito no caso anterior) quando foi aplicada uma perturbação magnética helicoidal simultaneamente com o campo elétrico radial. Finalmente, as descargas do TBR-1 são caracterizadas pela baixa densidade de elétrons n IND.e 10 POT.12 cm POT.-3 e alta corrente de elétrons fugitivos (I I IND.P). O parâmetro de Shafranov foi calculado a partir das medidas do campo magnético vertical e do deslocamento do centro da coluna de plasma. A diferença de A nos cálculos é explicada pelo deslocamento da órbita do feixe de elétrons fugitivos.In this work, experimental studies of operation limits of the TBR-l tokamak were accomplished under extreme conditions of density and toroidal magnetic field, a1so, under the influences of helical magnetic field and radial electric field perturbations, applied in the border zone of the plasma column. Also, a preliminary analysis of the charactetistics of the runaway discharges was performed. For measurements of the plasma charactetistics most of the diagnostics built in the USP Laboratório de Física de Plasmas, were used: electrostatic probes, Mirnov coils, optical spectroscopy, micro wave interferometer, hard X-rays detector, H detector, Rogowski coils, position sensors, loop voltage, pressure measurements with ion-gauges and a residual gas analyzer. From the result, the scaling law for the discharges of the TBR-l were obtained, associating the average densities of particles with average plasma current densities. Very interesting effects were observed in the magnetic oscillations of the plasma under the action of the perturbation fields. In particular, for the radial electric fields with negative polarization a considerable decrease in the frequency and an attenuation in the amplitude of the MHD oscillations were observed, according to a Fourier analysis. On the contrary, for positive polarization a more turbulent plasma was observed. Similar results, but not so strong, were obtained when a helical magnetic perturbation was applied simultaneously with the radial electric field. Finally, runaway discharges in the TBR-l were investigated and the current was found to be predominantly dominated by e1ectron beams. The Shafranov parameter A was calculated from the vertical field as well as from the plasma center displacement and found to be different, which can he explained by the orbit shifted runaway beams