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AbstractAbstract
[en] In this thesis, a numerical tool is elaborated by combining a Stark lineshape code with another code developed for the calculation of the recombination continuum due to bound-free and free-free transitions. The tool is intended to model whole Balmer spectra emitted by hydrogen or deuterium atoms for tokamak divertor plasma conditions with a focus on recombining plasmas (detachment regime). In addition to Stark line broadening, the plasma environment affects hydrogen atoms by lowering the ionization potential leading to the advance of the continuum. For hydrogen emission, these statistical plasma effects are retained using the dissolution factor approach which allows the modeling of the gradual line merging into the continuum. In this approach, bound levels are considered as free levels beyond a critical level depending on the plasma parameters. The approach is implemented by extending the continuum beyond the theoretical series limit and transforming bound levels to free ones. For simplicity, beyond the Inglis-Teller limit, the profiles of the Balmer lines are extrapolated from that of the last resolved line. For low electron densities, the line intensities are calculated using a collisional-radiative model. The numerical tool was checked by comparison with an experimental spectrum from literature. The numerical tool was applied to predict synthetic spectra for WEST using spatial distributions of the hydrogen density and of the plasma parameters simulated along viewing chords by the transport code SOLEDGE2D-EIRENE. This approach of synthetic diagnostics of plasma spectroscopy, can easily be extended for efficient predictions for future fusion devices like ITER and DEMO. (author)
[fr]
Dans cette these, un outil numerique a ete elabore en combinant un code d'elargissement Stark avec un code developpe pour le calcul du continuum de recombinaison (transitions libre-lie et libre-libre). L'outil permet de modeliser des spectres d'emission complet de la serie Balmer de l'hydrogene/deuterium pour des plasmas de divertors de tokamaks en particulier les plasmas recombinants (detaches). En plus d'elargir les raies, l'environnement plasma abaisse le potentiel d'ionisation des atomes induisant un avancement du continuum. Ces effets statistiques du plasma sont pris en compte avec l'approche du facteur de dissolution des raies dans le continuum. Dans cette approche, au dela d'un niveau critique dependant des parametres plasma, les niveaux lies sont consideres comme des etats libres. Cette approche a ete implementee en etendant le continuum au-dela de la limite theorique de la serie et en transformant des etats lies en etats libres. Pour simplifier, au-dela de la limite d'Inglis-Teller, les profils des raies Balmer sont extrapoles de celui de la derniere raie resolue. Pour les faibles densites electroniques, un modele collisionnel-radiatif a ete utilise pour le calcul des intensites. L'outil a ete teste via la comparaison avec un spectre experimental et a ete utilise pour predire des spectres synthetiques pour WEST en utilisant des distributions spatiales de la densite de neutres et des parametres plasma simules par le code de transport SOLEDGE2D-EIRENE le long des lignes de visee. Cette approche des diagnostics synthetiques de la spectroscopie des plasmas peut etre facilement elargie pour des predictions efficaces des futures machines comme ITER et DEMO. (auteur)Original Title
Diagnostic synthetique pour la spectroscopie des plasmas de fusion par confinement magnetique
Primary Subject
Source
17 Dec 2019; 130 p; 87 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These Docteur, Discipline: Physics, Specialite: energie, rayonnement et plasma
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
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INIS IssueINIS Issue