UNA DIAGNOSTICA PER MISURARE LE TURBOLENZE A BORDO PLASMA

19/01/2021 Fisica

Un piccolo strumento che viene usato per valutare la turbolenza della regione di bordo del plasma, durante gli esperimenti di fusione termonucleare a confinamento magnetico, è la Gas Puff Imaging, o GPI. La GPI è una diagnostica spettroscopica, che misura la luce emessa dal plasma. In RFX-mod2, con questo strumento, si esaminerà una zona rettangolare di 5×10 cm nella regione esterna del plasma, sui circa 40 m2 della superficie totale dell’esperimento.Attraverso due tubicini, una piccola quantità di Elio, viene immessa nel plasma. Grazie agli urti con le particelle del plasma, l’Elio si eccita e conseguentemente emette luce. Ogni elemento emette una luce caratteristica, la GPI è in grado di misurare l’emissione dell’Elio selezionando la lettura del solo colore rosso, caratteristico di questo elemento. La diagnostica di precisione, riesce a fornire i dati delle fluttuazioni in ben 32 punti diversi. Queste fluttuazioni, d’intensità luminosa, sono proporzionali alle fluttuazioni di densità. In questo modo la GPI misura la turbolenza nella regione di bordo plasma dando come risultato il valore della densità. Essendo fenomeni molto veloci, lo strumento effettua una misurazione ogni microsecondo, che equivale ad una lettura ogni milionesimo di secondo. La turbolenza misurata appare molto simile a quella dell’acqua in un torrente di montagna. Come l’acqua, il plasma non ha un movimento costante e tranquillo, ma si vengono a formare dei vortici caotici di diverse dimensioni. Questi vortici spingono le particelle calde del plasma verso l’esterno causando un raffreddamento del plasma stesso. Saper valutare l’intensità di queste turbolenze in un esperimento al plasma, dove la dispersione termica deve essere al minimo, è fondamentale. La GPI diventa quindi un piccolo ma importante strumento diagnostico per tutte le macchine a fusione con confinamento magnetico.Qui https://w3.pppl.gov/…/NSTX%20Blob%20Library/NSTXblobs.html potete vedere dei filmati della turbolenza del plasma misurati con la GPI nell’esperimento americano NSTX.