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Rui Miguel Dias Alves Coelho
Resumo Nesta tese, discutem-se alguns dos aspectos da resposta de modos tearing a perturbações impostas no campo magnético, na densidade de corrente de plasma e no perfil de rotação toroidal do plasma. Em primeiro lugar, analisando a estabilidade estrutural da interacção de um modo tearing com campos magnéticos externos ao plasma, ressonantes com o modo e em fase, determinam-se condições de 'mode flipping' e de bifurcação (com especial relevo para modos neoclássicos). Seguidamente, analisa-se a resposta em amplitude e frequência de modos tearing em rotação a campos magnéticos externos estáticos com um código numérico magnetohidrodinâmico (MHD). Propõe-se uma interpretação inovadora para o fenómeno de 'mode locking' a campos externos. É também analisada a reconecção forçada e amplificação, por parte dos campos externos, de modos estáveis, sendo feita uma comparação qualitativa entre resultados experimentais do tokamak JET e os das simulações numéricas. É feita uma análise crítica sobre os efeitos, na estabilidade dos modos, de perturbações (i) no perfil radial da densidade de corrente de plasma, induzidas por injecção de ondas de rádio-frequência (referentes a resultados experimentais recentemente obtidos no tokamak FTU) e (ii) na velocidade de rotação toroidal do plasma. Propõe-se um novo método de estabilização de modos com alta frequência de rotação através da aplicação de campos magnéticos externos estáticos e de feixes de iões neutros. Por último, é feito um estudo sobre a influência do acoplamento toroidal ('toroidal coupling') e a 3 ilhas ('three wave coupling') na evolução temporal da largura e frequência de rotação de ilhas magnéticas acopladas. Apresentam-se modelos teóricos inovadores para a evolução temporal em ambos os casos e confrontam-se as previsões dos modelos com algumas observações experimentais de diversos tokamaks (FTU, ASDEX Upgrade e JET). |