Estudamos a estrutura das linhas de campo magnético de tokamaks, descrita pela dinâmica de mapas hamiltonianos. Utilizando mapas bidimensionais simples, investigamos a interação das linhas de campo com obstáculos no interior da câmara do tokamak, suas propriedades gerais de transporte e a influência de perfis da transformada rotacional não monotónicos. Obstáculos posicionados no interior do vaso correspondem a saídas no espaço de fases do mapa e, sendo a parede da câmara também uma saída, obtemos que as fronteiras das bacias de saída são assintoticamente fractais, apresentando também a propriedade de Wada. Assim, as linhas de campo magnético que atingem um dado obstáculo não se distribuem necessariamente próximas deste, o que pode ter implicações, e. g., para sistemas de medida. Mapas dotados de perfis não monofônicos da transformada rotacional, ditos não twist, modelam tokamaks no regime de reversed shear e apresentam uma barreira invariante resistente, que reflete o melhor confinamento observado em tokamaks neste regime. Verificamos que, mesmo após a quebra da barreira invariante, permanece uma barreira efetiva, através da qual o transporte é difusivo e cerca de duas ordens de grandeza mais lento que o transporte poloidal na região. / We consider the magnetic field line structure of tokamaks, described by the dynamics of Hamiltonian maps. Using simple bidimensional maps, we study the field line interaction with obstacles inside the tokamak chamber, their general transport properties, and the influence of non-monotonic rotational transform profiles. The obstacles positioned inside the vessel correspond to exits in the map phase space and, being the tokamak wall itself an exit, we find that the boundaries of the exit basins are asymptotically fractal, presenting also the Wada property. Thus, the magnetic field lines that reach a given obstacle are not necessarily wandering closeby this exit, what may have implications, e. g., for measuring systems. Maps endowed with a non-monotonic rotational transform, called nontwist maps, model tokamaks in the reversed shear regime. The maps present a strong invariant barrier in phase space which mirrors the enhanced confinement observed for tokamaks in such regime. We find that even after the breaking of the invariant barrier an effective barrier remains, through which the transport is diffusive and about two orders of magnitude slower than the poloidal transport in the same region.

Estudamos a estrutura das linhas de campo magnético de tokamaks, descrita pela dinâmica de mapas hamiltonianos. Utilizando mapas bidimensionais simples, investigamos a interação das linhas de campo com obstáculos no interior da câmara do tokamak, suas propriedades gerais de transporte e a influência de perfis da transformada rotacional não monotónicos. Obstáculos posicionados no interior do vaso correspondem a saídas no espaço de fases do mapa e, sendo a parede da câmara também uma saída, obtemos que as fronteiras das bacias de saída são assintoticamente fractais, apresentando também a propriedade de Wada. Assim, as linhas de campo magnético que atingem um dado obstáculo não se distribuem necessariamente próximas deste, o que pode ter implicações, e. g., para sistemas de medida. Mapas dotados de perfis não monofônicos da transformada rotacional, ditos não twist, modelam tokamaks no regime de reversed shear e apresentam uma barreira invariante resistente, que reflete o melhor confinamento observado em tokamaks neste regime. Verificamos que, mesmo após a quebra da barreira invariante, permanece uma barreira efetiva, através da qual o transporte é difusivo e cerca de duas ordens de grandeza mais lento que o transporte poloidal na região. / We consider the magnetic field line structure of tokamaks, described by the dynamics of Hamiltonian maps. Using simple bidimensional maps, we study the field line interaction with obstacles inside the tokamak chamber, their general transport properties, and the influence of non-monotonic rotational transform profiles. The obstacles positioned inside the vessel correspond to exits in the map phase space and, being the tokamak wall itself an exit, we find that the boundaries of the exit basins are asymptotically fractal, presenting also the Wada property. Thus, the magnetic field lines that reach a given obstacle are not necessarily wandering closeby this exit, what may have implications, e. g., for measuring systems. Maps endowed with a non-monotonic rotational transform, called nontwist maps, model tokamaks in the reversed shear regime. The maps present a strong invariant barrier in phase space which mirrors the enhanced confinement observed for tokamaks in such regime. We find that even after the breaking of the invariant barrier an effective barrier remains, through which the transport is diffusive and about two orders of magnitude slower than the poloidal transport in the same region.

Nesta tese, investigamos o transporte caótico de partículas por ondas de deriva ressonantes na borda do plasma em tokamaks com fluxo poloidal de deriva do tipo ~E × ~B, um problema crítico para compreender, na fusão, as propriedades de confinamento dos plasmas. Usamos, para tokamaks com grande razão de aspecto, um modelo hamiltoniano não integrável (proposto por Horton) para descrever a contribuição dinâmica não linear ao transporte. Assim, embora o fluxo total, composto pelo fluxo de equilíbrio e por duas ondas de deriva ressonantes, não seja turbulento na descrição euleriana, as trajetórias lagrangianas das partículas são caóticas. Foi estudada a influência do perfil radial do campo elétrico nas barreiras de transporte e nas células convectivas criadas pela interação não linear entre o fluxo de equilíbrio e as ondas ressonantes. Para equilíbrios com fluxo reverso, nossos resultados mostram que o transporte de partículas pode ser reduzido pela alteração do perfil do campo elétrico. Finalmente, nossos resultados são aplicados para propor uma interpretação das experiências recentes em tokamaks que mostram uma redução do transporte quando um eletrodo polarizado é inserido na borda do plasma. Como um exemplo, usamos valores experimentais obtidos no TCABR para os perfis radiais do campo elétrico de equilíbrio e suas flutuações, durante o regime ôhmico padrão e durante o regime de confinamento melhorado. / We investigate the chaotic particle transport by resonant drift waves propagating in tokamaks plasma edges with ~E × ~B poloidal zonal flow, a critical problem for the understanding of the confinement properties of fusion plasmas. We assume, for large aspect ratio tokamaks, a non integrable hamiltonian model (proposed by Horton) to describe the non linear dynamical contribution to the transport. Thus, although the total flow, formed by the equilibrium flow and two dominant resonant drift waves, is not turbulent in the eulerian point of view, the lagrangian particle trajectories are chaotic. We study the influence of the electric field radial profile on the transport barriers and convective cells created by the non linear interaction between the poloidal flow and the resonant waves. For equilibria with reverse shear flows, our results show that the particle transport can be reduced by modifying the electric field profile. Futhermore, our results are applied to propose an interpretation of recent tokamak experiments developed for studying the transport reduction when a biased electrode is inserted into the plasma edge or the Scrape-Off-Layer. As an example, we use the equilibrium and fluctuating electric field radial profiles measured in the TCABR tokamak to calculate the transport during the standard ohmic and improved confinement regimes obtained in this tokamak.

Nesta tese, investigamos o transporte caótico de partículas por ondas de deriva ressonantes na borda do plasma em tokamaks com fluxo poloidal de deriva do tipo ~E × ~B, um problema crítico para compreender, na fusão, as propriedades de confinamento dos plasmas. Usamos, para tokamaks com grande razão de aspecto, um modelo hamiltoniano não integrável (proposto por Horton) para descrever a contribuição dinâmica não linear ao transporte. Assim, embora o fluxo total, composto pelo fluxo de equilíbrio e por duas ondas de deriva ressonantes, não seja turbulento na descrição euleriana, as trajetórias lagrangianas das partículas são caóticas. Foi estudada a influência do perfil radial do campo elétrico nas barreiras de transporte e nas células convectivas criadas pela interação não linear entre o fluxo de equilíbrio e as ondas ressonantes. Para equilíbrios com fluxo reverso, nossos resultados mostram que o transporte de partículas pode ser reduzido pela alteração do perfil do campo elétrico. Finalmente, nossos resultados são aplicados para propor uma interpretação das experiências recentes em tokamaks que mostram uma redução do transporte quando um eletrodo polarizado é inserido na borda do plasma. Como um exemplo, usamos valores experimentais obtidos no TCABR para os perfis radiais do campo elétrico de equilíbrio e suas flutuações, durante o regime ôhmico padrão e durante o regime de confinamento melhorado. / We investigate the chaotic particle transport by resonant drift waves propagating in tokamaks plasma edges with ~E × ~B poloidal zonal flow, a critical problem for the understanding of the confinement properties of fusion plasmas. We assume, for large aspect ratio tokamaks, a non integrable hamiltonian model (proposed by Horton) to describe the non linear dynamical contribution to the transport. Thus, although the total flow, formed by the equilibrium flow and two dominant resonant drift waves, is not turbulent in the eulerian point of view, the lagrangian particle trajectories are chaotic. We study the influence of the electric field radial profile on the transport barriers and convective cells created by the non linear interaction between the poloidal flow and the resonant waves. For equilibria with reverse shear flows, our results show that the particle transport can be reduced by modifying the electric field profile. Futhermore, our results are applied to propose an interpretation of recent tokamak experiments developed for studying the transport reduction when a biased electrode is inserted into the plasma edge or the Scrape-Off-Layer. As an example, we use the equilibrium and fluctuating electric field radial profiles measured in the TCABR tokamak to calculate the transport during the standard ohmic and improved confinement regimes obtained in this tokamak.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Electricista / El objetivo del presente trabajo de título es usar un sistema de simulación cinético de plasma para analizar la factibilidad de que mediciones reales de un haz de electrones penetrando la atmósfera, sea la causa de amplificaciones naturales del modo ión acústico (NEIALs), y si las NEIALs pueden ser asociadas a la teoría del decaimiento paramétrico de ondas Langmuir. Las NEIALs son ampliamente estudiadas en zonas donde las líneas del campo magnético terrestre se encuentran abiertas a la entrada de partículas provenientes desde el espacio. El estudio de las NEIALs no sólo es atrayente por su parte científica sino que también por sus implicancias en ingeniería dentro de las comunicaciones satelitales y de posicionamiento global GPS, debido a las fallas de estos sistemas en presencia de las NEIALs. Los datos utilizados en esta memoria se basan en las mediciones del proyecto SERSIO, Frederick-Frost et al., 2007. Estas mediciones se realizaron en paralelo por un cohete enviado a la ionósfera y por los radares ionosféricos ubicados en Svalbard, Noruega. Se obtuvieron datos de la distribución del flujo de energía de un haz de electrones penetrando la ionósfera entre los 520-780 km. Se observaron NEIALs que fueron asociadas a ondas de frecuencia extremadamente baja (BBELF) y no a un posible decaimiento paramétrico de ondas Langmuir. Esto porque, las mediciones del haz no muestran seguir una distribución bump-on-tail a la altura medida por el cohete. Para encontrar la existencia de las NEIALs y su posible asociación al decaimiento de ondas Langmuir, se propone la utilización de dos programas computacionales: TRANSCAR y un código Electrostatic Parallel in Cell (EPPIC). TRANSCAR se usa para determinar la evolución de la distribución de velocidades del haz de electrones que penetra la ionósfera y encontrar evidencia que siguen una distribución bump-on-tail. Por otro lado, el código EPPIC se utiliza para analizar la interacción microscópica de las partículas ionosféricas con el haz de electrones. Al procesar los datos en TRANSCAR se encuentra que para bajas alturas dentro de la ionósfera el haz de electrones sigue un distribución bump-on-tail y se elige una de estas alturas para encontrar los parámetros de entrada al código EPPIC. Al obtener el espectro de potencia de los datos de salida del código EPPIC, queda de manifiesto que las NEIALs si pueden ser asociadas a fenómenos de decaimiento paramétrico de ondas Langmuir.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-11Bitstream added on 2014-06-13T20:53:27Z : No. of bitstreams: 1 teixeira_apgc_me_guara.pdf: 1933388 bytes, checksum: a65434c8c77296c8a4c1caf57b057917 (MD5) / Filmes poliméricos obtidos ou processados a plasma têm sido objeto de muita pesquisa, devido às suas características peculiares que os tornam promissores e por vezes únicos em diversas aplicações tecnológicas e industriais. Este trabalho apresenta os resultados de um estudo que objetiva a investigação da evolução temporal do perfil topográfico de superfície de filmes produzidos por processos a plasma a partir do Acetileno. São apresentados resultados sobre a estrutura molecular e propriedades como rugosidade e molhabilidade dos filmes poliméricos. O experimento foi realizado num reator a plasma, cilíndrico de pyrex, excitado indutivamente por rádio-freqüência. O plasma foi gerado a partir do monômero Acetileno numa pressão de 100mTorr, excitado por uma rádio-freqüência (13,56MHz) à 35W de potência. Deposições foram realizadas sobre substratos de InP com dois tipos de perfis de superfície: com padrão bem definido e sem definição. Para caracterização dos filmes foram utilizadas diferentes técnicas de diagnósticos: espectroscopia infravermelha para o estudo da estrutura molecular, medida de ângulo de contato e energia de superfície através de um goniômetro e microscopia de força atômica (AFM) para o estudo de topografia de superfície dos filmes. Os resultados indicaram que a estrutura dos filmes permaneceu constante independente do tempo de deposição. O caráter hidrofílico dos filmes foi mantido ao longo do tempo, com o ângulo de contato medido em torno de 50º. A microscopia 15 (AFM) mostrou as estruturas nanométricas da superfície dos filmes e ainda a rugosidade e a espessura dos mesmos. A constância média no valor do ângulo de contato medido e a constância da estrutura química dos filmes sugerem que a rugosidade da superfície dos mesmos seja também constante. Esta influência é comprovada pelas imagens e... . / Considerable efforts have been made by the internacional community to study plasma polymeric films motivated by interesting features of these films in technological and industrial applications. The present work reports the investigation on the time evolution of topographic profile of the surface of films produced by plasma processing with Acetylene. The results on the study of molecular structure and properties such as roughness and wettability were reported as well. The experiment was performed in a cylindrical Pyrex plasma reactor in inductively coupled configuration. The plasma was generated in Acetylene at 100mTorr with a 35W power supply connected to a circular antenna around discharge tube. Depositions were performed on InP substrate with a well defined and undefined profile patternof the surface. To characterize the films, different techiniques were applied: Fourier Transform Infrared Spectroscopy to study molecular structure, goniometer to measure contact angle and surface energy and Atomic Force Microscopy (AFM) to study the topography of the films. The results indicated that the structure of the films were the same, i.e., independent of the time used to produce the film. High hydrophilic films were obtained with contact angle around 50º. The AFM showed the nanoscale structure of the films surfaces and values of film thickness as well. Approximate same value of contact angle and chemical strcture in the films suggested same roughness on its surface. This was conffirmated by observations with AFM. 17 The images of microscale structure of film surface shows that original topography of the substrate are reproduced on the film. In conclusion, polymeric thin films on the InP substrate produced with Acetylene plasma are hydrophilic for well defined and undefined profile pattern of substrate surface. They have also similar chemical... (Complete abstract, click electronic address below).

O objetivo do trabalho é a investigação da excitação de ondas no plasma com o uso de uma antena externa e fazer uma análise das ressonâncias de Alfvén encontradas. O sistema de antenas de Alfvén no tokamak TCABR foi desenhado para aquecimento do plasma por meio de ressonâncias. Al em do aquecimento, é possível usar a detecção de ondas excitadas com o uso da antena para objetivos de diagnóstico do plasma, encontrando o valor do perfil de segurança e massa efetiva dos íons. Por causa de uma falha nos diodos do campo toroidal usamos o regime de disparos de limpeza, com campo magnético toroidal mais fraco que de disparos tópicos do TCABR, para os testes do método de excitação e identificação de ressonâncias no plasma. Com o uso do circuito demodulador foram medidas ondas de helicon excitadas com a antena de Alfvén no plasma de limpeza usando as sondas magnéticas e de Langmuir. Com simulação foi possível idênticas as ondas medidas. Há disponível um gerador de frequência variável que foi utilizado junto desse experimento. Ambos os equipamentos se encontram preparados para uso, sendo a próxima etapa usar o plasma tópico de disparo do TCABR, que tem maior densidade que o plasma de limpeza. As medidas realizadas foram um teste para o circuito demodulador e gerador de frequência variável, que teve seu comportamento comparado com os dados de um osciloscópio de alta frequência de amostragem. Os equipamentos do TCABR usados nos experimentos, as antenas e sondas magnéticas, um gerador de baixa potência com frequência variável, um circuito demodulador, sonda de Langmuir e o reflectômetro, que tem alta taxa de amostragem (200MHz) e varredura de frequência na banda de 18 40GHz. São todos descritos na dissertação. Para modelagem das ressonâncias de Alfvén foi feito o cálculo do tensor dielétrico do plasma para o modelo cinético e para o limite magnetohidrodinâmico. Por meio de simulação computacional e cálculos considerando plasma como um fluido de 2 componentes, no caso prótons e elétrons, é possível determinar alguns tipos de onda que podem ser excitadas no plasma e sua relação de dispersão, foram calculadas a onda magnetossônica rápida e a onda global de Alfvén. Determinamos radialmente a posição dos campos eletromagnéticos no plasma. Usando o reactômetro foram medidas as ressonâncias das ondas de Alfvén na borda do plasma induzidas pelas antenas, com o plasma tópico do tokamak, com densidade mais alta e o gerador de alta potência com frequência fixa. O método para achar as ressonâncias nos dados do reflectômetro foi com o uso de sidebands que aparecem em torno da frequência da ressonância não sinal do reflectômetro, que é a frequência do gerador. As sidebands foram analisadas com um espectrograma dos dados. As ondas excitadas na borda do plasma puderam ser identificadas também nas simulações. Os resultados da análise mostram que foi possível medir as ondas no plasma que foram excitadas com o uso das antenas e tanto o circuito demodulador com o uso de sondas magnéticas como o reflectômetro são adequados para se achar ressonâncias no plasma. / The objective of this work is to investigate the excitation of waves in a plasma using an antenna and to analyse the Alfvén resonances found. The Alfvén antenna heating system of the TCABR tokamak was designed to heat the plasma due to resonances. As the diodes of the toroidal field had burned down we used cleaning discharges, with low toroidal magnetic field, to test the excitation method and the identification of plasma resonances. With the demodulator circuit we measured helicon waves excited with the Alfv en antenna in the cleaning plasma using Langmuir and magnetic probes. With computational simulation we found the measured waves. A generator of variable frequency was used in this experiment. Both equipments are prepared for future experiments with the typical plasma of the TCABR, which has higher density than the cleaning plasma. This work was aimed to test to the demodulator circuit and the variable frequency generator, the data obtained were compared to that of a high sampling frequency oscilloscope. It is presented the description of the TCABR equipments used, antenna, magnetic probe, variable frequency generator of low power, demodulator circuit, Langmuir probe and a reflectometer which has a high sampling frequency (200MHZ) and frequency scanning in the range 18 40GHz, and was built in Portugal. In order to have a model of Alfv en resonances we calculated the plasma dieletric tensor both in the kinetic and magnetohydrodynamic limits. With computational simulation and using a two uid model, protons and electrons, it is possible to find some of the excited waves in the plasma and its dispersion relation, we calculated the fast magnetosonic wave and the global Alfvén wave. We found the radial position of the electromagnetic fields in the plasma. With the re ectometer we measured resonances of Alfvén waves induced by the antenna at the plasma border in a typical TCABR tokamak plasma discharge, with higher density and a high power fixed frequency generator. We used sidebands as a method to find out the resonances in the reflectometer data. These sidebands are localized around the resonance frequency, which is the Alfvén wave generator frequency. The sidebands were analysed with spectrograms of the data. The waves excited at the plasma border were also found in the simulation. The analysis results show that we could detect the plasma waves excited with the antennas. The demodulator circuit along with magnetic probes and the reflectometer can be used to find plasma resonances.

Foi projetado, construído e instalado um sistema bolométrico para a análise das descargas de plasma do TCABR. Este sistema possibilita a observação da coluna de plasma através de cordas caracterizadas por diferentes direções e ângulos. Os bolômetros utilizados são fotodiodos especiais, acondicionados em câmeras dotadas de colimadores para observação do plasma. A faixa espectral da sensibilidade dos fotodiôdos abrange desde o visível até a região de raios-X moles, energia de fótons desde 7 eV até 6.000 eV. Para este diagnóstico, foi construída uma eletrônica específica para amplificação dos sinais bolométricos. A resolução temporal do diagnóstico é de 3 ms devido a interferência gerada pelo tokamak. Com este sistema, foi obtido pela primeira vez no TCABR, o perfil da potência emitida pela coluna de plasma, sendo este o principal resultado deste trabalho. Para isto, foi desenvolvido um programa destinado a inverter os dados bolométricos utilizando como princípio o método de Abel. Uma série de descargas ôhmicas ( 0,9 X \"10 POT.19\" < ne < 2,0 X 10 POT.19\" \"m POT.3\" e 67 < \"I IND.p\" < 100 kA) foram estudadas com o diagnóstico. Obteve-se para o volume da coluna uma fração Prad/Poh não maior que 30%, valor semelhante ao obtido para o tokamak TCA. Observou-se também diferenças acentuadas para o perfil de potência emitido por descargas com baixos e altos valores da corrente de plasma. Estas diferenças são atribuídas principalmente ao aumento da temperatura eletrônica. A concentração de impurezas metálicas foi calculada no eixo da coluna, obtendo-se valores entre 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\" / In this work, a bolometric diagnostic system was projected, built and installed in the TCABR tokamak, in order to measure the total power radiation loss from the plasma. The system allows plasma observation through 27 lines of sight with different directions and angles. The detector used was a silicon p-n junction photodiode array, for applications in the vacuum ultraviolet and the soft x-ray (XUV, energy range 7 eV to 6 keV) spectral region. An electronic system for amplification of the bolometer signal was also projected and built. This system was projected taking into account the strong electromagnetic noise due to the tokamak operation. Using this bolometric system, the shape of the emitted power was obtained for the first time in the TCABR, and this is the main result of this work. To deal with the bolometric data, we developed a program based on the Abel inversion. A serie of ohmic discharges were studied with this diagnostic. The value of the Prad/Poh obtained for this serie was below 30%, in agreement with the old TCA data. The shape for discharges with high and low plasma current were also analyzed. We find a big difference in the two cases, showing the effect of electron temperature change. The metallic impurity density on axis were calculated using the value of Prad(0) experimentally obtained. For the serie of discharges analyzed, this value remained between 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\"

Foi projetado, construído e instalado um sistema bolométrico para a análise das descargas de plasma do TCABR. Este sistema possibilita a observação da coluna de plasma através de cordas caracterizadas por diferentes direções e ângulos. Os bolômetros utilizados são fotodiodos especiais, acondicionados em câmeras dotadas de colimadores para observação do plasma. A faixa espectral da sensibilidade dos fotodiôdos abrange desde o visível até a região de raios-X moles, energia de fótons desde 7 eV até 6.000 eV. Para este diagnóstico, foi construída uma eletrônica específica para amplificação dos sinais bolométricos. A resolução temporal do diagnóstico é de 3 ms devido a interferência gerada pelo tokamak. Com este sistema, foi obtido pela primeira vez no TCABR, o perfil da potência emitida pela coluna de plasma, sendo este o principal resultado deste trabalho. Para isto, foi desenvolvido um programa destinado a inverter os dados bolométricos utilizando como princípio o método de Abel. Uma série de descargas ôhmicas ( 0,9 X \"10 POT.19\" < ne < 2,0 X 10 POT.19\" \"m POT.3\" e 67 < \"I IND.p\" < 100 kA) foram estudadas com o diagnóstico. Obteve-se para o volume da coluna uma fração Prad/Poh não maior que 30%, valor semelhante ao obtido para o tokamak TCA. Observou-se também diferenças acentuadas para o perfil de potência emitido por descargas com baixos e altos valores da corrente de plasma. Estas diferenças são atribuídas principalmente ao aumento da temperatura eletrônica. A concentração de impurezas metálicas foi calculada no eixo da coluna, obtendo-se valores entre 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\" / In this work, a bolometric diagnostic system was projected, built and installed in the TCABR tokamak, in order to measure the total power radiation loss from the plasma. The system allows plasma observation through 27 lines of sight with different directions and angles. The detector used was a silicon p-n junction photodiode array, for applications in the vacuum ultraviolet and the soft x-ray (XUV, energy range 7 eV to 6 keV) spectral region. An electronic system for amplification of the bolometer signal was also projected and built. This system was projected taking into account the strong electromagnetic noise due to the tokamak operation. Using this bolometric system, the shape of the emitted power was obtained for the first time in the TCABR, and this is the main result of this work. To deal with the bolometric data, we developed a program based on the Abel inversion. A serie of ohmic discharges were studied with this diagnostic. The value of the Prad/Poh obtained for this serie was below 30%, in agreement with the old TCA data. The shape for discharges with high and low plasma current were also analyzed. We find a big difference in the two cases, showing the effect of electron temperature change. The metallic impurity density on axis were calculated using the value of Prad(0) experimentally obtained. For the serie of discharges analyzed, this value remained between 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\"

O objetivo do trabalho é a investigação da excitação de ondas no plasma com o uso de uma antena externa e fazer uma análise das ressonâncias de Alfvén encontradas. O sistema de antenas de Alfvén no tokamak TCABR foi desenhado para aquecimento do plasma por meio de ressonâncias. Al em do aquecimento, é possível usar a detecção de ondas excitadas com o uso da antena para objetivos de diagnóstico do plasma, encontrando o valor do perfil de segurança e massa efetiva dos íons. Por causa de uma falha nos diodos do campo toroidal usamos o regime de disparos de limpeza, com campo magnético toroidal mais fraco que de disparos tópicos do TCABR, para os testes do método de excitação e identificação de ressonâncias no plasma. Com o uso do circuito demodulador foram medidas ondas de helicon excitadas com a antena de Alfvén no plasma de limpeza usando as sondas magnéticas e de Langmuir. Com simulação foi possível idênticas as ondas medidas. Há disponível um gerador de frequência variável que foi utilizado junto desse experimento. Ambos os equipamentos se encontram preparados para uso, sendo a próxima etapa usar o plasma tópico de disparo do TCABR, que tem maior densidade que o plasma de limpeza. As medidas realizadas foram um teste para o circuito demodulador e gerador de frequência variável, que teve seu comportamento comparado com os dados de um osciloscópio de alta frequência de amostragem. Os equipamentos do TCABR usados nos experimentos, as antenas e sondas magnéticas, um gerador de baixa potência com frequência variável, um circuito demodulador, sonda de Langmuir e o reflectômetro, que tem alta taxa de amostragem (200MHz) e varredura de frequência na banda de 18 40GHz. São todos descritos na dissertação. Para modelagem das ressonâncias de Alfvén foi feito o cálculo do tensor dielétrico do plasma para o modelo cinético e para o limite magnetohidrodinâmico. Por meio de simulação computacional e cálculos considerando plasma como um fluido de 2 componentes, no caso prótons e elétrons, é possível determinar alguns tipos de onda que podem ser excitadas no plasma e sua relação de dispersão, foram calculadas a onda magnetossônica rápida e a onda global de Alfvén. Determinamos radialmente a posição dos campos eletromagnéticos no plasma. Usando o reactômetro foram medidas as ressonâncias das ondas de Alfvén na borda do plasma induzidas pelas antenas, com o plasma tópico do tokamak, com densidade mais alta e o gerador de alta potência com frequência fixa. O método para achar as ressonâncias nos dados do reflectômetro foi com o uso de sidebands que aparecem em torno da frequência da ressonância não sinal do reflectômetro, que é a frequência do gerador. As sidebands foram analisadas com um espectrograma dos dados. As ondas excitadas na borda do plasma puderam ser identificadas também nas simulações. Os resultados da análise mostram que foi possível medir as ondas no plasma que foram excitadas com o uso das antenas e tanto o circuito demodulador com o uso de sondas magnéticas como o reflectômetro são adequados para se achar ressonâncias no plasma. / The objective of this work is to investigate the excitation of waves in a plasma using an antenna and to analyse the Alfvén resonances found. The Alfvén antenna heating system of the TCABR tokamak was designed to heat the plasma due to resonances. As the diodes of the toroidal field had burned down we used cleaning discharges, with low toroidal magnetic field, to test the excitation method and the identification of plasma resonances. With the demodulator circuit we measured helicon waves excited with the Alfv en antenna in the cleaning plasma using Langmuir and magnetic probes. With computational simulation we found the measured waves. A generator of variable frequency was used in this experiment. Both equipments are prepared for future experiments with the typical plasma of the TCABR, which has higher density than the cleaning plasma. This work was aimed to test to the demodulator circuit and the variable frequency generator, the data obtained were compared to that of a high sampling frequency oscilloscope. It is presented the description of the TCABR equipments used, antenna, magnetic probe, variable frequency generator of low power, demodulator circuit, Langmuir probe and a reflectometer which has a high sampling frequency (200MHZ) and frequency scanning in the range 18 40GHz, and was built in Portugal. In order to have a model of Alfv en resonances we calculated the plasma dieletric tensor both in the kinetic and magnetohydrodynamic limits. With computational simulation and using a two uid model, protons and electrons, it is possible to find some of the excited waves in the plasma and its dispersion relation, we calculated the fast magnetosonic wave and the global Alfvén wave. We found the radial position of the electromagnetic fields in the plasma. With the re ectometer we measured resonances of Alfvén waves induced by the antenna at the plasma border in a typical TCABR tokamak plasma discharge, with higher density and a high power fixed frequency generator. We used sidebands as a method to find out the resonances in the reflectometer data. These sidebands are localized around the resonance frequency, which is the Alfvén wave generator frequency. The sidebands were analysed with spectrograms of the data. The waves excited at the plasma border were also found in the simulation. The analysis results show that we could detect the plasma waves excited with the antennas. The demodulator circuit along with magnetic probes and the reflectometer can be used to find plasma resonances.