"Les disruptions (terminaisons brutales et non désirées du plasma) constituent un sujet majeur pour ITER et pour la filière tokamak en général, car elles peuvent causer des dégâts importants dans les grands tokamaks. L’IRFM, en collaboration étroite avec ITER Organization et de nombreux laboratoires de par le monde, contribue à l’étude de ce sujet à l’aide du code de magnétohydrodynamique (MHD) non-linéaire 3D JOREK.
L’une des conséquences possibles des disruptions, et probablement la plus redoutable, est la génération d’un faisceau d’électrons relativistes, dit « électrons découplés » ou « runaway electrons », susceptibles d’endommager fortement la paroi interne du réacteur. Plusieurs mécanismes peuvent conduire à la génération d’un tel faisceau, parmi lesquels celui dit de « hot tail » est potentiellement très puissant. Ce dernier résulte du refroidissement très rapide du plasma pendant la disruption, qui peut conduire à une distribution non-Maxwellienne caractérisée par une « queue » d’électrons énergétiques (« hot tail »). Cependant, les prédictions sont difficiles car ce mécanisme est très sensible à plusieurs paramètres mal connus, en particulier la vitesse du refroidissement mais aussi les pertes d’électrons liées à la destruction des surfaces magnétiques due à l’activité MHD. JOREK est l’un des seuls codes qui pourraient permettre une meilleure compréhension et des prédictions plus précises du phénomène de hot tail dans les disruptions d’ITER.
Le travail de stage consistera à mettre en place et réaliser des simulations JOREK de disruptions déclenchées par injection de glaçons fragmentés dans ITER. Ce type d’injection constitue le moyen envisagé pour « mitiger » les disruptions, c’est-à-dire s’assurer que leurs effets restent tolérables. Le but pour ce stage est de réaliser uniquement des simulations 2D supposant une symétrie axiale. Cette hypothèse constitue une bonne première approche du problème et permet des simulations bien plus rapides et moins couteuses que les simulations 3D. Les simulations seront post-traitées avec des électrons-tests pour analyser le phénomène de hot tail.
Une thèse faisant suite au stage devrait être possible (sous réserve de financement), probablement un co-encadrée et co-financée par ITER Organization, pour explorer le problème 3D.
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Etudiant en physique ou élève ingénieur au niveau Master 2