Diffusion et transport à Tokamak Plasmas

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Description

Cette séance de cours couvre les principes du transport diffusif, y compris les promenades aléatoires et la diffusion classique dans les plasmas de tokamak. Elle s'enfonce également dans la diffusion néoclassique, la diffusion ambipolaire et le transport turbulent conduisant à la diffusion anormale. L'instructeur discute de l'impact des collisions, des champs magnétiques et du mouvement des particules sur les coefficients de diffusion et les barrières de transport.

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Séances de cours associées (28)

Concepts associés (143)

Bohm diffusion

The diffusion of plasma across a magnetic field was conjectured to follow the Bohm diffusion scaling as indicated from the early plasma experiments of very lossy machines. This predicted that the rate of diffusion was linear with temperature and inversely linear with the strength of the confining magnetic field. The rate predicted by Bohm diffusion is much higher than the rate predicted by classical diffusion, which develops from a random walk within the plasma. The classical model scaled inversely with the square of the magnetic field.

Molecular diffusion

Molecular diffusion, often simply called diffusion, is the thermal motion of all (liquid or gas) particles at temperatures above absolute zero. The rate of this movement is a function of temperature, viscosity of the fluid and the size (mass) of the particles. Diffusion explains the net flux of molecules from a region of higher concentration to one of lower concentration. Once the concentrations are equal the molecules continue to move, but since there is no concentration gradient the process of molecular diffusion has ceased and is instead governed by the process of self-diffusion, originating from the random motion of the molecules.

Turbulence

vignette|Léonard de Vinci s'est notamment passionné pour l'étude de la turbulence. La turbulence désigne l'état de l'écoulement d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse présente en tout point un caractère tourbillonnaire : tourbillons dont la taille, la localisation et l'orientation varient constamment. Les écoulements turbulents se caractérisent donc par une apparence très désordonnée, un comportement difficilement prévisible et l'existence de nombreuses échelles spatiales et temporelles.

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.

Diffusion de la matière

La diffusion de la matière, ou diffusion chimique, désigne la tendance naturelle d'un système à rendre uniforme le potentiel chimique de chacune des espèces chimiques qu'il comporte. La diffusion chimique est un phénomène de transport irréversible qui tend à homogénéiser la composition du milieu. Dans le cas d'un mélange binaire et en l'absence des gradients de température et de pression, la diffusion se fait des régions de plus forte concentration vers les régions de concentration moindre.