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La spettroscopia ottica rappresenta uno strumento fondamentale per lo studio dei plasmi da fusione, poiché consente di ottenere in modo non perturbativo informazioni cruciali sulle proprietà del plasma e sulla dinamica delle impurezze, determinanti per conoscere le perdite di energia
Il conseguimento simultaneo di un miglior confinamento energetico e di un basso confinamento delle impurità è un aspetto cruciale per la realizzazione di plasmi per la fusione nucleare, da cui il crescente impegno sperimentale, teorico e di modellizzazione in questo ambito in ogni configurazione magnetica (Tokamak, Stellarator, RFP).
L’analisi dell’emissione di continuo e di riga consente di riconoscere le specie presenti nel plasma, ricostruire la distribuzione spaziale e temporale delle specie presenti, determinarne i parametri di trasporto. Parametri locali come temperatura ionica e velocità di rotazione, densità e temperatura elettronica si possono determinare dal profilo spettrale di opportune righe di emissione o dal rapporto di riga delle specie intrinseche o iniettate nel plasma allo scopo diagnostico.
La diagnostica spettroscopica nei plasmi di RFX-mod in configurazione Reversed Field Pinch (RFP), ha evidenziato che negli scenari quasi elicoidali ad alta corrente (I>1MA) e confinamento migliorato le impurezze non penetrano il nucleo del plasma, evidenziando un profilo radiale della densità di impurezze che rimane cavo [1,2]. Si è anche potuta individuare la struttura macroscopica elicoidale del campo di velocità e confrontarla con le indicazioni fornite dalla modellizzazione MHD 3D nonlineare [3].
Questi aspetti rappresentano strumenti importanti per lo studio del trasporto di impurezze e per i meccanismi di limitazione delle turbolenze in generale, oltre ad esplorare prospettive di fusione della configurazione RFP.
La presentazione intende mostrare, attraverso esempi tratti da RFX-mod, come la spettroscopia sia una vera e propria finestra sul comportamento del plasma e un aiuto prezioso per controllarne le prestazioni.
Il nuovo impianto RFX-mod2, grazie a diagnostiche [4] e a un sistema di controllo in tempo reale potenziati con i fondi del progetto PNRR NEFERTARI (New Equipment for Fusion Experimental Research & Technological Advancements with Rfx Infrastructure), permetterà di ampliare le conoscenze e la comprensione della fisica del plasma, sia in configurazione tokamak a bassa corrente, sia in configurazione RFP.
Riferimenti:
[1] S Menmuir et al 2010 Plasma Phys. Control. Fusion 52 09500
[2] T.Barbui et al .2015 Plasma Phys. Control. Fusion 57 025006
[3] F.Bonomo et al Nucl. Fusion 51 (2011) 123007
[4] L. Carraro et al 2024 Nucl. Fusion 64 076032
