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Description
Il trasporto di particelle ed energia in un tokamak è prevalentemente di natura turbolenta e costituisce un aspetto cruciale per il confinamento del plasma. La sua comprensione risulta quindi necessaria per la pianificazione dei futuri reattori e per la massimizzazione della performance. Da un punto di vista empirico, la turbolenza si manifesta tramite coefficenti di trasporto cosiddetti "anomali", circa 100 e 10 volte superiori ai valori classico e neoclassico attesi in un approccio a due-fluidi sulla base delle collisioni elettroni-ioni e degli effetti geometrici dovuti alla morfologia del campo magnetico (l'attrito dovuto alle particelle intrappolate).
Verranno qui presentati i risultati di alcune simulazioni locali compiute nei dintorni del punto a X di un plasma di tipo tokamak. Il modello di riferimento è quello di Hasegawa-Wakatani in 3 dimensioni, in cui la sorgente di energia libera è fornita dai gradienti di background e l'accoppiamento dovuto alla corrente parallela al campo magnetico rende il sistema turbolento (turbolenza di drift). Verrà evidenziata la formazione di profili saturati con tendenza all'assisimmetria, dovuta a una cascata inversa nella direzione toroidale, in cui però i residui gradienti paralleli sostengono la turbolenza e sono perciò rilevanti benché soppressi. I corrispondenti spettri di energia saranno analizzati in relazione ai parametri del modello, in particolare l'intensità dei gradienti di background e la diffusività, e verrà discusso il ruolo dei diversi flussi coinvolti e delle cascate nelle direzioni toroidale e poloidali. Infine, i campi simulati verranno utilizzati come background per l'analisi della deviazione statistica di un set di tracers passivi, al fine di determinare le caratteristiche del sistema dinamico ottenuto.
Sebbene l'inclusione di effetti globali (sia di integrazione con il core e le pareti, sia lungo la direzione poloidale) possa alterare i risultati presentati, il modello fornisce una efficace descrizione dei meccanismi fisici di piccola scala ($\leq$ 1cm) responsabili del trasporto. Infatti, l'analisi dei tracers evidenzia un comportamento di natura diffusiva e un'amplificazione del coefficiente di transporto a valori anomali, di cui verrà discusso lo scaling rispetto all'energia turbolenta al fine di un confronto con approcci del tipo modello $\kappa-\epsilon$.
