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Une particule chargée
subit une force lorsqu’elle est plongée dans un champ B_ :
F_=q.v_^B_ (force de Lorentz)
B_ n’influe pas sur la vitesse des particules mais sur leur trajectoire.
Les
particules chargées ont une trajectoire qui s’enroule autour des lignes de
champ : trajectoire hélicoïdale.
Deux remarques :
-Les électrons ont des trajectoires plus resserrées que les ions autour des
lignes de champ.
-Les espèces de charge opposées se déplacent en sens opposé.
Hormis la géométrie torique, on
pourrait envisager une géométrie cylindrique (configuration « ouverte »). Mais
le problème majeur est le suivant : le plasma s’échappe beaucoup trop aux
extrémités.
C’est pour cela que la géométrie torique a été préférée :elle revient à
« refermer » le cylindre sur lui même. Ainsi on évite les fuites.
Mais attention, la géométrie torique ne possède pas les avantages de la
géométrie cylindrique. En effet, le champ magnétique n’est pas homogène au sein
d’un tore : B_=μ*N*i/(2*π*r).uθ_).
Le fait qu’un tore soit un cylindre courbé lui perdre beaucoup d’avantages de la
topologie cylindrique.
La
spire
Le
solénoïde à spires non jointives
On
observe que les lignes de champ ne sont pas rigoureusement parallèles à l’axe du
solénoïde. Dans Tore Supra les lignes de champ magnétiques en sont affectées.
Cela entraîne une inhomogénéité du champ B_ et gène le confinement magnétique.
Cette simulation a été réalisée à partir du logiciel maple 5
et 6
Simulation maple sous format html
a) Schéma global
b) Bobines de champ
toroïdal
L’enceinte où est présente le plasma est entourée de spires à intervalles
réguliers. Ces spires créent des lignes de champ. Chacune appartient à un plan
horizontal et décrit dans ce dernier un cercle.
Le
fait qu’il existe un nombre fini de spires implique que les lignes de champ ne
sont pas exactement des cercles.
c) Bobines ohmiques
Elles créent indirectement un champ magnétique poloïdal. Les bobines ohmiques induisent un courant Ip dans le plasma. Ce
dernier engendre un champ magnétique poloïdal.
La démonstration de la
configuration des lignes de champ est simple : il suffit d’assimiler le plasma à
un fil électrique infini. On en déduit B(r)_=μ*Ip/(2*π*r).uθ_
Grâce aux gradients de pression, du courant est crée (sans induction). On
appelle cela l’effet Bootstap.
d) Résultante
La réunion de ces trois champs magnétiques mène à des
lignes de champ hélicoïdales.
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