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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Evaluation of 3D effects on the edge plasma equilibrium of ITER pre-fusion phase plasmas H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.  

Référence

2022-23880  

Description de l'unité

"L'Institut de Recherche sur la Fusion par Confinement Magnétique est l'un des départements de la Direction de la Recherche Fondamentale du CEA. Depuis plus de 50 ans, son rôle est de mener des recherches sur une nouvelle source d'énergie : la fusion par confinement magnétique, en s'associant avec le programme Fusion européen. L'IRFM est installé sur le Centre CEA de Cadarache. Les activités de L'IRFM sont structurées autour de trois axes de recherches de développement :
- contribuer à la réalisation du projet ITER et ceux de l'Approche Elargie (tokamak JT-60SA principalement),
- préparer l'opération scientifique d'ITER, à travers des activités d'expérimentation et de contrôle, ainsi que de théorie et de modélisation,
- établir les bases du futur réacteur de fusion.
Ces activités sont intimement connectées à un effort tout particulier de formation des générations futures de physiciens et de technologues de la fusion. L'IRFM a à sa disposition de nombreuses plateformes de R&D et de tests, dont le tokamak WEST (pour Tungsten (w) Environnement Steady-State Tokamak), transformation de Tore Supra en banc de test pour ITER, le nouveau tokamak du CEA va permettre de tester l'un des composants clé d'ITER et de poursuivre les recherches en physique des plasmas, dans un contexte international grâce aux nombreuses collaborations mises en place."

Description du poste

Domaine

Physique du noyau, atome, molécule

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Evaluation of 3D effects on the edge plasma equilibrium of ITER pre-fusion phase plasmas H/F

Sujet de stage

Controlling heat exhaust is one of the biggest challenges magnetic confined fusion has to solve on its way to reactors. In the next generation's experimental machines, whose flagship is the ITER tokamak currently under construction, heat fluxes to solid surfaces in the divertor will largely exceed the engineering limit of 10MW/m2 if no measure is taken to mitigate them. The foreseen strategy to cope with these conditions relies on the dissipation of the power flux carried by the plasma by taking advantage of the interaction of the plasma with neutral particles (naturally present in the vicinity of the plasma-surface interaction area) or impurities (either intrinsically present or purposely seeded). The ultimate goal is to run the plasma in a so-called detached regime in which most of (if not all) the power coming from the center of the plasma is converted into radiation before reaching the solid surfaces. This internship project aims at contributing to a better understanding of edge pl

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

"In order to prepare the operation of ITER, it is necessary to identify beforehand the operational space safely accessible by the machine and the control margin one has with respect to engineering limits through the use of external actuators such as particle fueling or impurities seeding. Numerical modelling is the keystone of these activities. The codes used for that purpose have to account self-consistently for a wide range of physical mechanisms including plasma transport processes, plasma-wall interaction physics, neutral particles and impurities dynamics, or atomic and molecular reactions. Current ITER predictions essentially have been produced with one of such codes, namely the SOLPS package.

This internship project, proposed in close collaboration with ITER edge plasma modelling teams, aims at contributing to this effort towards a better understanding of edge plasma operational regimes in ITER. The proposed work relies on the use of the SOLEDGE3X-EIRENE code package developed at CEA and Aix-Marseille University. Besides backing-up results obtained with SOLPS, SOLEDGE3X-EIRENE will also be used to address issues that cannot be tackled in the current version of SOLPS-ITER.

The focus of the work will be the evaluation of non axisymmetric effects on the equilibrium of the edge plasma in ITER pre-fusion phase discharges. In particular, we will analyse the impact of the toroidal localization of the gas injection systems used to fuel the plasma. In the overwhelming majority of existing numerical simulations, the gas injection is assumed to be axisymmetric because the used numerical tools are designed to run in 2D. However, recent experimental as wall as modelling results suggest that the non-toroidal symmetry of the injection might have an influence on the divertor conditions. The SOLEDGE3X code has until now been run exclusively in 2D axisymmetric mode for ITER. Nevertheless,the code is also able to handle 3D geometries and can be used to tackle this issue. The work will consist in setting up, running and analysing the output of 3D simulations run in the same conditions as previously run 2D simulations. It will be carried out in close collaboration with the ITER team through the ITER Scientific Fellows Network.

A PhD proposal is also open as a possible continuation of this internship. The PhD will be co-funded at equal levels by CEA and ITER so that the student will have strong connections with ITER edge plasma modelling teams. Moreover, the SOLEDGE3X-EIRENE code is the result of a long standing collaboration between IRFM and 2 laboratories of Aix-Marseille University. The internship, and eventually the PhD, will be part and contribute to this rich collaborative environment."

Moyens / Méthodes / Logiciels

Simulations numériques (code SOLEDGE3X)

Profil du candidat

"Ingénieur/master en physique des plasmas ou des fluides avec un goût pour le développement et la simulation numérique.
Une bonne maitrise des languages de programmation Fortran et Python est un plus."

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)

Ville

Cadarache

Critères candidat

Langues

Anglais (Courant)

Diplôme préparé

Bac+5 - Master of Science

Formation recommandée

physique des plasmas

Possibilité de poursuite en thèse

Oui

Demandeur

Disponibilité du poste

01/03/2023