Neste trabalho foi realizado um estudo do transporte de partículas em um plasma, confinado em um campo magnético uniforme, devido às ondas eletrostáticas de deriva. O modelo adotado consiste em descrever o movimento do centro de guia de uma partícula no campo magnético perpendicular a um campo elétrico radial perturbado pelas ondas de deriva. Usamos uma descrição Hamiltoniana para o movimento dos centros de guia. A velocidade de deriva produzida pelo campo elétrico radial é representada pela parte integrável da Hamiltoniana e a esta foram adicionadas perturbações periódicas representando as flutuações do campo elétrico associadas às ondas de deriva. Assim, obtemos órbitas caóticas que determinam o transporte radial das partículas. Apresentamos, para várias condições de equilíbrio, a variação do transporte radial de partículas com a amplitude da perturbação. Utilizamos dados experimentais, sobre a turbulência eletrostática no tokamak TBR-1, para verificar a validade do modelo e a importância das ondas de deriva no transporte radial das partículas. Comparamos os valores do coeficiente de difusão experimental com os do modelo e obtivemos os resultados com a mesma ordem de grandeza. / In this work we have studied the transport of particles in a magnetically confined plasma, due to electrostatic drift waves. The adopted model describes the trajectory of the guiding center of a particle in a uniform magnetic field perpendicular to a radial electric field perturbed by drift waves. We have used the Hamiltonian description for the guiding center trajectory. The drift produced by the radial electric field is represented by the integrable part of the Hamiltonian, while the other part contains periodic perturbations representing the fluctuations of the electric field associated to the drift waves. In this way we obtain chaotic orbits that determine the particles radial transport. For several balance conditions, we present the variation of the radial transport of particles with the amplitude of the perturbation. V/e have used the experimental data of the electrostatic turbulence measured in TBR-1 tokamak to verify, the validity of the model and the importance of the drift waves in the particles radial transport. We have also compared the values of the experimental diffusion coefficient with those provided by using the model, obtaining results with the same order of magnitude.

A emissão eletrociclotrônica -EEC- atualmente é um diagnóstico utilizado rotineiramente em tokamaks para a medida da temperatura de elétrons e também para a obtenção de informações sobre a função distribuição de elétrons em situações onde se têm populações de elétrons não térmicos. Neste trabalho discute-se, a partir de simulações, aspectos da emissão eletrociclotrônica no plasma do tokamak TCABR (R0=0,615m; a=0,18m; B0=1,2T; ne0 ~ 3 x 1019 m-3, Te0 ~ 500eV). A acessibilidade é examinada com base no modelo de plasmas frios. A partir dos modelos de plasmas tênue e dielétrico (Vlasov-Maxwell) discute-se a emissão e absorção da radiação-EC. São utilizados resultados da teoria das flutuações para a obtenção da emissividade a partir do tensor dielétrico e do tensor das correlações das microcorrentes. Os resultados numéricos são obtidos a partir de programas desenvolvidos em MAPLE e também de um código para emissão eletrociclotrônica. Verifica-se, para o TCABR, que, devido ao entrelaçamento com a terceira harmônica, a banda útil da segunda harmônica fica limitada ao intervalo 52-74 GHz ( ~ 70 % da coluna de plasma). As condições de acessibilidade para a segunda harmônica (modo X) restringem a densidade de pico a valores abaixo de ne0 = 2,3 x l019 m-3. Para plasmas térmicos, mostra-se espectros da emissão da radiação eletrociclotrônica para harmônicas 2 e 3, modos X e O, obtidos a partir de um método simples que também considera os efeitos da absorção. Resultados obtidos com um modelo dielétrico são também apresentados. Mostra-se a dependência radial da emissividade e do coeficiente de absorção, em ambos os modos para a segunda harmônica. A dependência radial do índice de refração verificando-se que este se desvia dos valores previstos pelo modelo de plasmas frios na região de ressonância. A largura da região ressonante é r2mm. A dependência radial da profundidade óptica, r (r), para os modos O e X, obtida com o modelo dielétrico é comparada com expressões obtidas da literatura verificando-se boa concordância entre os valores. Para ne0 = 2,0 X l019 m-3 tem-se ~ 2,5 no centro da coluna para m=2 (modo X). A partir do modelo dielétrico obteve-se o perfil radial da emissão eletrociclotrônica. Os resultados indicam que, para cenários típicos de plasma do TCABR, a segunda harmônica no modo X é a mais indicada para fins de diagnóstico. / The ECE radiation is nowdays routinely used as a diagnostic tool in tokamaks for electron temperature measurements and, also, for obtaining informations about the electron distribution function in plasmas with non-thermal electron population. Based in simulations, this work discuss aspects of the emission, absorption and propagation of the ECE waves in plasmas confined by the TCABR tokamak (R =0.615m; a=0.18m; B0 =1.2T; ne0 ~ 3 x 1019 m-3 ,Te0 ~ 500eV). The accessibility conditions for the TCABR is also discussed. Both the emission and absorption of ECE radiation are examined with the tenuous and dieletric (Vlasov-Maxwell) plasma models. R.esults obtained from the theory of fluctuations, based in the dielectric and microscopic current correlation tensors, are used to calculate the plasma emissivity. All the numerical results are obtained using computer programs, which were developed in MAPLE for this work, and also using a ECE code. Due to the harmonic overlapping, the detection of the second harmonic, in the lower field side, is limited to the 52-74 GHz band ( ~ 70% of the plasma column). The accessibility conditions for the second harmonic (X mode) restrict the maximum electron density to values bellow ne = 2.3 x 1019m-3. For thermal plasmas, and using a simple model that considers the radiation absorption, we obtained the emission spectra (X and O modes) for the harmonics 1, 2 and 3. The radial profiles of the emissivity and the absorption coefficient for the second and third harmonics are shown. The resonant layer width was calculated to be r 2mm. The radial dependence of the refraction index was determined and it is shown that it deviates from the values obtained with the cold plasma model in the resonant region. The radial profiles of the optical depth, (r), for the O and X modes, are also shown. The (r) profiles, obtained with the dielectric model and also using some expressions found in the literature, are observed to be in good agreement. In the center of the plasma, for the second harmonic X-mode, we obtained ~ 2.5(for ne = 2.0 x 1019 m-3). Finally, the radial profiles of the ECE emission, obtained with the dielectric model, is shown. The results of this study indicate that, for the typical TCABR plasma discharges, the second harmonic X-mode of the ECE radiation can be used as a diagnostic tool.

Desenvolvemos uma aplicação das análises espectrais por Fourier e wavelet para o estudo de flutuações intermitentes e não estacionárias. Para isso, elaboramos algoritmos adequados, que revelam os modos principais presentes nas flutuações analisadas e as suas evoluções. Baseados nesses algoritmos, apresentamos um método para a seleção de \"bursts\" (irrupções) em meio ao background da série intermitente anali­sada. Inicialmente, aplicamos essa análise às flutuações intermitentes obtidas inte­grando numericamente as equações de Lorenz. Dessa forma, obtivemos a evolução do espectro das frequências dessas flutuações e selecionamos os seus bursts. Simi­larmente, obtivemos a evolução dos espectros de frequência de flutuações elétricas turbulentas medidas no tokamak TCABR. Confirmamos que a análise por wavelet é adequada para observar a modulação da turbulência pelas oscilações magnéticas. Para essas flutuações, selecionamos os bursts intermitentes presentes nas flutuações turbulentas e obtivemos as distribuições dos intervalos de tempo entre bursts sucessivos. Obtivemos, ainda, as distribuições das medidas da flutuação da turbulência no TCABR. Com a modulação mencionada, a distribuição obtida pode ser reproduzida como a convolução entre as distribuições senoidais (associadas às flutuações magnéticas) e uma distribuição (associada às flutuações turbulentas) como a obser­vada sem a modulação (como as observadas no plasma não perturbado). / We apply the Fourier and wavelet spectral analyses to study nonstationary inter­mittent fluctuations. For that we introduce algorithms that show the dominant fre­quency modes and their evolution. Moreover, applying these algorithms, we present a method to discriminate the burst from the background in the intermittent fluctuations. Initially, we apply this analysis to the intermittent fluctuations obtained integrating numerically the Lorenz equations. Thus, we obtain the frequency spectra evolution of these fluctuations as well as the selected bursts sequence. Similarly, we obtain the frequency spectra evolution for the electric plasma edge turbulence in the TCABR tokamak. We confirm that the wavelet analysis describes well the turbulence modulation by the magnetic fluctuations. For this turbulence, we selected the intermittent bursts and present the histograms of the time interval between two successive bursts. Furthermore, we also present the PDFs of the total turbulent fluctuations. When the turbulence is modulated by the magnetic fluctuation, the observed PDF is interpreted as the convolution between sine distributions (due to the magnetic fluctuations influence) and the distribution (due to the turbulence) observed without modulation.

In the present work, Current Reversal Equilibrium Configurations (CRECs) in the context of Magnetohydrodinamic (MHD) equilibrium are considered. The hamiltonian nature of the magnetic field lines is used to introduce the concept of magnetic surfaces and their relation to the Grad-Shafranov (G-S) equation. From a geometrical perspective and the Maxwell equations, it is shown that current reversal configurations in two-dimensional equilibrium do not generate the usual nested topology of the equilibrium magnetic surfaces. The concept of intersecting critical curves is introduced to describe the CRECs and recently published equilibria are shown to be compatible with such description. The equilibrium with a single magnetic island is constructed analytically, through a local successive approximations method, valid for any choice of the source functions of the G-S equation. From the local solution, an estimate of the island width in terms of simple quantities is deduced and verified to a good accuracy with recently published CRECs; the accuracy of this simple model suggests the existence of strong topological constraints in the formation of the equilibria. Lastly, an instability mechanism is conjectured to explain the lack of conclusive experimental evidence of reversed currents, in favor of the current clamp hypothesis. / No presente trabalho, as configurações de equilíbrio com corrente reversa (CRECs), são consideradas no contexto de Equilíbrio Magnetoidrodinâmico. A natureza hamiltoniana das linhas de campo magnético é usada para introduzir o conceito de superfícies magnéticas, e sua relação com a equação de Grad-Shafranov (G-S). Desde uma perspectiva geométrica e usando as equações de Maxwell, é demonstrado que as configurações de corrente reversa em equilíbrios bidimensionais não é compativel com as topologias aninhadas usuais para as superfícies magnéticas de equilíbrio. O conceito de curvas críticas é introduzido para descrever as CRECs e é observado que os equilíbrios recentemente publicados satisfazem esta descrição. O equilíbrio com uma única ilha magnética é construído analiticamente, por meio de aproximações sucessivas locais, este é válido para qualquer escolha das funções arbitrárias da equação G-S. A partir da solução local, se desenvolve uma estimativa do tamanho da ilha magnética em termos de quantidades simples. Esta estimativa concorda bem com as CRECs da literatura recente, sugerindo pela simplicidade do modelo, que existem fortes restrições topológicas no estabelecimento do equilíbrio. Finalmente, na forma de conjectura, introduzimos um mecanismo para instabilidades que tenta dar conta da falta de evidência experimental conclusiva em relação às CRECs em favor da hipótese de corrente unidirecional (current clamp).

In this work we investigated the excitation of Alfvén eigenmodes in tokamaks using external antennas to the plasma column. The basic theory of Alfvén waves is revised, including non-ideal effects such as resistivity. Then the theoretical model for excitation Alfvén waves in a cylindrical plasma column, developed by Kurt Appert, is shown in detail, as an introduction to the more complex problem of Alfvén waves in toroidal plasmas. The cylindrical model is implemented in a numerical code, which is used to study the excitation of Global Alfvén Waves (GAWs), below to the so-called Continuum of Alfvén, in TCABR and JET tokamaks, using a realistic description of their antenna systems. In the sequel, it is given a brief description of Toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs) that are excited in the gaps of the Continuum of Alfvén created by the periodicity condition of the toroidal configuration. The excitement of these modes in JET tokamak is studied using the codes HELENA, for reconstruction of magneto-hydrodynamic equilibrium, and CASTOR, which calculates the perturbed fields in this equilibrium, coupled with instability or modes excited within the magneto-resistive hydrodynamic model. This study was carried out in order to determine, consistently, the spectrum quality and the eigenmodes associated with TAEs, with different numbers toroidal n, excited by the new JET antenna system. In particular, it was investigated in detail the effect of the phases of the supply currents of the different modules (eight) of the antenna system in the quality of the excited spectrum, using an original method, implemented in this work, based on the CASTOR code. The results indicate that, although the excitation of a certain mode may be a privileged by an optimized choice of phases, satellite modes can also be excited with higher amplitude, so that the purity of the spectrum is not substantially improved. This is the main result obtained in this work. / Neste trabalho é investigada a excitação de modos própios de Alfvén em tokamaks, utilizando antenas externas à coluna de plasma. A teoria básica das ondas de Alfvén é revista, incluindo efeitos não ideais, como resistividade. A seguir, o modelo teórico para excitação de ondas de Alfvén numa coluna cilindrica de plasma, desenvolvido por Kurt Appert, é apresentado em detalhe, como introdução ao problema mais complexo de ondas de Alfvén em plasmas toroidais. O modelo cilindrico é implementado em um código numérico, que é utilizado para estudar a excitação de modos globais de Alfvén (GAWs - Global Alfvén Waves), abaixo do chamado Continuo de Alfvén, nos tokamaks TCABR e JET, utilizando uma descrição realista de seus sistemas de antenas. A seguir é feita uma breve descrição dos auto modos toroidais de Alfvén (TAEs - Toroidal Alfvén Eigenmodes) que são excitados nas brechas do Continuo de Alfvén criadas pela condição de periodicidade em configurações toroidais. A excitação desses modos no tokamak JET é estudada utilizando os códigos HELENA, para reconstrução do equilíbrio magneto-hidrodinâmico, e CASTOR, que calcula os campos perturbados nesse equilíbrio, associados a instabilidades ou modos excitados, dentro do modelo magneto-hidrodinâmico resistivo. Esse estudo foi feito com o objetivo de determinar, de forma consistente, a qualidade do espectro e as auto-funções associadas a TAEs, com diferentes números toroidais n, excitados pelo atual sistema de antenas do JET. Em particular, foi investigado em detalhe o efeito das fases das correntes de alimentação dos diferentes módulos (oito) do sistema de antenas na qualidade do espectro excitado, utilizando um método original, implementado neste trabalho, de utilizar o código CASTOR. Os resultados indicam que embora a excitação de um determinado modo possa ser privilegiado por uma escolha ótima das fases, modos satélites também podem ser excitados com maior amplitude, de modo que a pureza do espectro não é substancialmente melhorada. Este é o principal resultado obtido neste trabalho.

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\"

The determination of plasma equilibrium profiles is necessary to evaluate the properties of the confinement and to investigate perturbation effects. Optical diagnostics can be used to determine some of these profiles. However, these diagnostics measure all emitted radiation at a solid angle that illuminate each diagnostic channel through a slit. Therefore, the real measured quantity is the emissivity integrated along the line-of-sight and some unfolding procedure, like Abels inversion, is commonly used to recover the emissivity profile. In TCABR tokamak, at the Physics Institute of the University of São Paulo, a 24-channel bolometer and a 20-channel soft X-ray optical diagnostics are used to measure the plasma emissivity in wavelength range from 1.0 to 1000 nm, depending on the used filters. In this work, a numerical simulation is used to compute the signal measured by the diagnostics for a given emissivity profile, allowing direct comparison with the experimental data and avoiding the use of the Abel\'s inversion directly and the numerical difficulties associated with unfolding procedures. By considering TCABR tokamak geometry, spatial coordinates can be related to the normalized linear coordinates of the plasma by imposing a plasma emissivity model that depends on some free parameters, allowing the emissivity resulting in each point can be calculated. Thus, the luminosity of each channel is calculated by the integral of the emissivity modeled in each line-of-sight (Radon Transformation). Emissivity model free parameters are determined by fitting calculated luminosity to measured one. We considered three types of emissivity profiles: a parabolic model in law of power, a Gaussian model and a model based on Bessel functions. We observed that the parabolic profile fits well the bolometer data, while the Gaussian profile is adequate to describe the data obtained with the soft X-ray detector. / A determinação dos perfis de equilíbrio do plasma é necessária para avaliar as propriedades do confinamento e para investigar os efeitos de perturbações. Diagnósticos ópticos podem ser usados para determinar alguns desses perfis. No entanto, esses diagnósticos medem toda a radiação luminosa emitida em um ângulo sólido que ilumina cada canal do detector através de uma fenda. Assim, a verdadeira grandeza física medida é a emissividade integrada ao longo da linha de visada. Com isso, algum procedimento de deconvolução, como a inversão de Abel, se faz necessário para obter o perfil de emissividade. No tokamak TCABR do Instituto de Física da USP, um bolômetro de 24 canais e um detector de raios-X moles de 20 canais são utilizados para medir a emissividade do plasma no intervalo de comprimento de onda de 1 a 1.000 nm, dependendo dos filtros utilizados. Neste trabalho, uma simulação numérica é usada para calcular o sinal medido pelos diagnósticos para um dado perfil de emissividade, possibilitando a comparação direta com os dados experimentais, evitando a realização da inversão de Abel e os problemas numéricos associados aos procedimentos de deconvolução. Pela consideração da geometria do tokamak TCABR, as coordenadas espaciais podem ser relacionadas com as coordenadas lineares normalizadas do plasma por meio da imposição de um modelo de emissividade para o plasma que dependa de alguns parâmetros livres, permitindo que a emissividade resultante em cada ponto possa ser calculada. Assim, a luminosidade de cada canal é calculada pela integral da emissividade modelada em cada linha de visada (Transformada de Radon). Os parâmetros livres dos perfis de emissividade são determinados ajustando-se as luminosidades calculadas em termos das luminosidades medidas. Nós consideramos três modelos de perfis de emissividade: um modelo parabólico em lei de potência, um modelo gaussiano e um modelo baseado em funções de Bessel. Observamos que o perfil parabólico ajusta-se bem aos dados do bolômetro, ao passo que o perfil gaussiano é adequado para descrever os dados obtidos com o detector de raios-X moles.

O tema desta tese é a propriedade não-twist em sistemas Hamiltonianos. Sistemas com essa propriedade violam a condição twist ao longo de uma curva sem shear e, consequentemente, sua topologia não é descrita pelos cenários típicos previstos pelos teoremas KAM (Kolmogorov - Arnold - Moser) e Poincar´e - Birkhoff. A curva sem shear é identificada pelo valor de máximo ou mínimo no perfil espacial do número de rotação do sistema. Além disso, próximo `a curva sem shear podemos observar algumas bifurcações atípicas como: colisões de ´orbitas periódicas e reconexão de separatrizes. As características dos sistemas não-twist são bem particulares, mas n´os demonstramos que seus cenários podem ser encontrados, localmente, em sistemas Hamiltonianos genéricos, devido ao nascimento de uma curva sem shear no interior de ilhas regulares. Inicialmente, nossas investigações numéricas constataram que esse fenômeno pode surgir não somente para a concomitante bifurcação de período 3 do ponto elíptico, mas também para outras bifurcações, tais como período 4 e período 5. Posteriormente, consideramos um modelo que descreve o comportamento das linhas de campos magnéticos em tokamaks com limitadores ergódigos. Nesse caso, o modelo utilizado é um mapa simplético parametrizado a partir das características físicas de um tokamak de grande razão de aspecto. Para esse sistema, estudamos os efeitos no transporte causados pelas bifurcações oriundas da presença da curva sem shear secundária e, também, pelas modificações do perfil rotacional das linhas de campo. / The topic of this Thesis is the nontwist property in Hamiltonian systems. Systems with such property violate the twist condition along the shearless curve and, therefore, its topology is not described for typical scenarios provided by KAM (Kolmogorov - Arnold - Moser ) and Poincar´e Birkhoff theorems. The shearless curve is identified by the maximum or minimum values of the spatial rotation number profile of the system. Moreover, close to the shearless curve we observe some atypical bifurcations as periodic orbits collisions and separatrix reconnection. The features of nontwist systems are very particular, but we have shown that its scenarios can be found locally in generic Hamiltonian systems, due to the onset of a secondary shearless curve within regular islands. Initially, our numerical investigations have found that this phenomenon may arise not only for the concomitant period 3 bifurcation of the elliptic point, but also for others bifurcations such as period 4 and period 5. Subsequently, we considered a model that describes magnetic field lines in tokamaks with ergodic limiters. In this case, the model is a symplectic map parameterized from the physical characteristics of a large aspect ratio tokamaks. For this system, we studied the effects on the transport caused by the presence of secondary shearless torus and also by changing the field lines rotational profile.

A determinação precisa e rápida das configurações de equilíbrio Magnetohidrodinâmico (MHD) em tokamaks é de fundamental importância para o confinamento magnético do plasma. Através do conhecimento dos parâmetros que caracterizam este equilíbrio MHD é possível controlar o plasma durante a sua formação por processos de realimentação. Uma análise mais detalhada destes parâmetros é necessária, também, entre um disparo e outro, para a estruturação do experimento. Neste trabalho é investigada a reconstrução das configurações de equilíbrio MHD no tokamak TCA/BR a partir de medidas magnéticas externas, utilizando um método que permite uma rápida determinação dos parâmetros principais da descarga. A tese divide-se em duas partes. Na primeira, é apresentada a construção de um código de equilíbrio que resolve a equação de Grad-Shafranov para a configuração geométrica que caracteriza o tokamak TCA/BR. Na segunda, é descrito o processo de reconstrução do equilíbrio MHD através de medidas de campos e fluxos magnéticos externos ao plasma no TCA/BR, e utilizando o método de Função de Parametrização FP. Este método baseia-se no tratamento estatístico de um banco de dados simulados de configurações de equilíbrio, com o objetivo de obter uma expressão simples relacionando os parâmetros que caracterizam o equilíbrio e as medidas realizadas. Os resultados obtidos através da FP são comparados com os obtidos através de outros métodos convencionais. / The accurate and rapid determination of the Magnetohydrodynamic (MHD) equilibrium configuration in tokamaks is a fundamental subject for the magnetic confinement of the plasma. With the knowledge of characteristic plasma MHD equilibrium parameters it is possible to control the plasma position during its formation using feed-back techniques. It is also necessary an on-line analysis between successive discharges to program external parameters for the subsequent discharges. In this work it is investigated the MHD equilibrium configuration reconstruction of the TCA/BR tokamak from external magnetic measurements, using a method that is able to determine fastly the main parameters of discharge. The thesis has two parts. Firstly it is presented the development of an equilibrium co de that solves de Grad-Shafranov equation for the TCA/BR tokamak geometry. Secondly it is presented the MHD equilibrium reconstruction process from external magnetic field and flux measurements using the Function Parametrization FP method. This method is based on the statistical analysis of a database of simulated equilibrium configurations, with the goal of obtaining a simple relationship between the parameters that characterize the equilibrium and the measurements. The results from FP are compared with conventional methods.

Os estudos sobre o plasma na região da borda de máquinas tokamak têm se intensificado nos últimos anos em decorrência da constatação de que o comportamento do plasma na região central da máquina é bastante influenciado por processos que ocorrem na borda da coluna. Neste trabalho feito um estudo experimental das propriedades de transporte do plasma na região da sombra do limitador do TBR-l, um tokamak de pequeno porte em operação no Instituto de Física da Universidade de São Paulo. São também determinados os tempos de confinamento globais de partículas e energia. Três foram os diagnósticos usados neste trabalho. Inicialmente, é abordada a utilização de sondas de Langmuir para a obtenção de perfis radiais e temporais da temperatura de elétrons, densidade e potencial de plasma; descreve-se também o arranjo experimental usado para este diagnóstico. A seguir, discute-se o projeto e a construção de uma sonda sensível a íons associada a um sistema eletrônico que permitiu a determinação simultânea das temperaturas locais de íons e elétrons. Finalmente, é discutido o dimensionamento e a implantação de um interferômetro de microondas para medidas de densidade de elétrons na região central da coluna de plasma do TBR-1; o sistema opera em 65 GHz e toda a eletrônica associada foi projetada e construída em nosso Laboratório. Os resultados obtidos com as sondas foram analisados com o ajuda de um modelo não colisional de transporte de partículas e energia para a região da sombra do limitador de máquinas tokamak. A partir dos decaimentos radiais da termperatura de elétrons (\'lâmbda IND. e\' \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 2,6cm) e da densidade (\'lâmbda IND. n\' \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 1,4cm), bem como do fator de transmissão de energia para os elétrons (\'delta IND. e\' \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 4), determinou-se o coeficiente de difusão perpendicular ao campo magnético (\'D IND. 1\' \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 6 \'m POT. 2\'\'s POT. -1\') e a difusividade térmica dos elétrons (\'qui POT. e IND. 1\' \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 8 \'m POT. 2\'\'s POT. -1\'), resultados que indicam valores próximos aos previstos pelo modelo de Bohm. As medidas das temperaturas de íons e elétrons mostram um claro desacoplamento térmico entre íons e elétrons (\'T IND. i\'/\'T IND. e\' \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 2). As medidas de densidade obtidas no centro da coluna, em conjunto com as obtidas na borda, permitiram a determinação dos tempos de confinamento globais de partículas (\'tau IND. p\'\'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 1,8 x \'10 POT. -3\'s) e de energia (\'tau IND. E\'\'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 1,2 x \'10 POT. -4\'s). Os resultados foram comparados com os previstos por várias leis de escala. / The study of the plasma edge in Tokamak machines has increased in recent last years, since the recognition that the behavior of the plasma core is influenced by the Physical processes that occur in the edge region. This work develops an experimental stud) of plasma transport properties in the shadow region of TBR-l limiter. TBR-l is a small Tokamak in operation in the Physics Institute of São Paulo University. We have also determined the global confinement time of particles and energy. We have used three diagnostics: a Langmuir probe, an ion sensitive probe, and a microwave interferometer. Initially we discuss the use of Langmuir probes in Tokamak machines to obtain temporal and radial profiles of electron temperature, plasma density and potential; we show also the experimental arrangement used in the TBR-l for this diagnostic. Then, we discuss the design and construction of an ion sensitive probe associated with an electronic system, that was used to obtain, simultaneously, local ion and electron temperature. Finally we discuss a microwave interferometry system that has been built for the TBR-1. The microwave generator is a reflex Klystron (f = 65 GHz), and with the interferometer we obtained electron density time profiles of the center of TBR-l plasma column. All the electronics associated with the interferometer were designed and built in our laboratory. The results obtained with the probes are discussed with the help of a collisionless model for Tokamak scrape-off plasma. With the radial e-foldings of electron temperature (e 2.6 cm) and density (n 1.4 cm), and the sheath electron transmission coefficient (e 4) we have determined the cross-field diffusion coefficient (D1 6 m2s-1) and the electron cross-field thermal diffusivity (e1 8 m2s-1). These results indicate values near those predicted by the Bohm model. The measurements of electron and ion temperature shows a clear thermal decoupling between ions and electrons (T1/Te 2). The measurements of plasma parameters in the center of the plasma column, with that obtained with the probes permitted the determination of the particle (p 1.8 x 10-3s) and energy (e 1.2 x10-4s) global confinement times. These results were compared with those predicted by scaling laws.