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Introduction à la physique du plasma

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Dans cours

PHYS-325: Introduction à la physique des plasmas

Introduction à la physique des plasmas destinée à donner une vue globale des propriétés essentielles et uniques d'un plasma et à présenter les approches couramment utilisées pour modéliser son comportement. Application à la fusion thermonucléaire ainsi qu' ...

Description

Cette séance de cours introduit la physique des plasmas, couvrant des sujets tels que les régimes de haute confinement, la densité de courant induite dans un tokamak, la dérive du champ magnétique, les critères de soutien autonome plasma fusion, la puissance de fusion, les conditions idéales MHD et l'instabilité Z-pinch.

Enseignant·e·s (2)

Stefano Alberti

Enseignement et PhD A dirigé les thèses EPFL de Gilles Arnoux, Falk Braunmüller, Jérémy Genoud

Joaquim Loizu Cisquella

Joaquim Loizu graduated in Physics at the École Polytechnique Fédérale de Lausanne, carrying out his Master thesis project at the Center for Bio-Inspired Technology, Imperial College London, on the theoretical and numerical study of the biophysics of light-sensitive neurons. In 2009, he started his PhD studies with Prof. Paolo Ricci at the Swiss Plasma Center, the major plasma and fusion laboratory in Switzerland. His thesis focused on the theory of plasma-wall interactions and their effect on the mean flows and turbulence in magnetized plasmas. He obtained his PhD in December 2013. In 2014, he joined the Max-Planck-Princeton Center for plasma research as a Postdoctoral Research Fellow, spending one year at the Princeton Plasma Physics Laboratory and one year at the Max-Planck-Institute for Plasma Physics in Greifswald, Germany. During this time, he worked on three-dimensional magnetohydrodynamics, studying the formation of singular currents and magnetic islands at rational surfaces. In 2016, he obtained a two-years Eurofusion Postdoctoral Fellowship to carry out research at the Max-Planck-Institute for Plasma Physics in Greifswald, Germany. During this time, he focused on the computation of 3D MHD equilibria in stellarators, including the possibility of magnetic islands and magnetic field-line chaos. In 2018, he joined the Swiss Plasma Center as a Scientist and Lecturer. He is also one of the leaders of the Simons Collaboration on Hidden Symmetries and Fusion Energy. His current research interests include MHD equilibrium and stability, magnetic reconnection, self-organization, non-neutral plasmas, plasma sheaths, and plasma transport in chaotic magnetic fields.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

État plasma: Énergie de fusion nucléaire

Concepts associés (32)

Onde de plasma

En physique, une onde de plasma est une propagation concertée de particules et de champs. Un plasma se comporte comme un fluide, quasineutre et conducteur. Dans les cas les plus simples, il se compose d'électrons et d'une seule espèce d'ions. Dans des cas plus complexes, on trouve plusieurs espèces d'ions, et même des particules neutres. À cause de sa conductivité électrique, le plasma est couplé aux champs magnétique et électrique. Ce système de particules et de champs permet une grande variété d'ondes.

Tokamak

thumb|Vue intérieure du tore du Tokamak à configuration variable (TCV), dont les parois sont recouvertes de tuiles de graphite. Un tokamak est un dispositif de confinement magnétique expérimental explorant la physique des plasmas et les possibilités de produire de l'énergie par fusion nucléaire. Il existe deux types de tokamaks aux caractéristiques sensiblement différentes, les tokamaks traditionnels toriques (objet de cet article) et les tokamaks sphériques.

Énergie de fusion nucléaire

vignette| L'expérience de fusion magnétique du Joint European Torus (JET) en 1991. L'énergie de fusion nucléaire est une forme de production d'électricité du futur qui utilise la chaleur produite par des réactions de fusion nucléaire. Dans un processus de fusion, deux noyaux atomiques légers se combinent pour former un noyau plus lourd, tout en libérant de l'énergie. De telles réactions se produisent en permanence au sein des étoiles. Les dispositifs conçus pour exploiter cette énergie sont connus sous le nom de réacteurs à fusion nucléaire.

Kink instability

A kink instability (also kink oscillation or kink mode), is a current-driven plasma instability characterized by transverse displacements of a plasma column's cross-section from its center of mass without any change in the characteristics of the plasma. It typically develops in a thin plasma column carrying a strong axial current which exceeds the Kruskal–Shafranov limit and is sometimes known as the Kruskal–Shafranov (kink) instability. The kink instability was first widely explored in fusion power machines with Z-pinch configurations in the 1950s.

Z-pinch

Les machines à striction axiale (ou appelées aussi Z-pinch) présentent l'une des méthodes de confinement inertiel en cours d'investigation pour le contrôle de la fusion nucléaire. vignette|L'un des principes du Z-Pinch : le courant dans la direction Z provoque un champ B dans la direction θ (selon la loi d'Ampère). Ici, le courant est représenté en jaune et le champ B qu'il génère est indiqué en violet.

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Tokamak

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Kink instability

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