STAGE MASTER 2 H/F

Description du poste DOMAINE Physique du noyau, atome, molécule CONTRAT Stage INTITULÉ DE L'OFFRE Stage Master 2 H/F SUJET DE STAGE Computing upper bounds for the linear growth rate of tokamak plasmas instabilities from free energy balance DURÉE DU CONTRAT (EN MOIS) 6 mois DESCRIPTION DE L'OFFRE Confinement in tokamak plasmas is limited by turbulent transport of particles and energy. Understanding this transport is of particular importance to optimise plasma operation in such devices. Turbulent transport can be described by the gyrokinetic theory in a 5 dimensional space where averages over the fast cyclotron motion have been carried out. In this framework, recent results [Helander PRL 2021] have shown that the linear growth rate of intabilities derived from the gyrokinetic equations can be bounded, that is they cannot exceed a certain level, the latter being determined by the rate of entropy production and Helmoltz free energy. This has direct practical applications in eigenvalue solvers since it limits the domain (and speed-up the computation time) where solutions of the dispersion relation are searched for. It also opens the road for the improvement of reduced models for fast turbulent transport computation. In this proposed work, the analytically derived bounds for the linear growth rate of electrostatic and electromagnetic instabilities [Helander PRL 2021] will be compared to results of gyrokinetic simulations with the GKW code [https://bitbucket.org/gkw/gkw/wiki/Home]. The validity of the analytical upper bounds will be checked for several type of instabilities, e.g. driven by the ion temperature gradient, the trapped electrons... Simplifying assumptions made in the work of Helander will also be explored such as the localisation of electrostatic potential which can be compared to the full flux surface average retaining the variations of the relevant quantities along the field aligned coordinate. The relevance of these upper bounds will also be assessed (how far are they from the actual linear growth rates?) in order to justify their implementation in the eigenvalue solver of the linear gyrokinetic code QuaLiKiz. If time allows, this implementation will also be carried out. MOYENS / MÉTHODES / LOGICIELS Simulations gyrocinétiques, GKW, QuaLiKiz. Analyse des données sous matlab PROFIL DU CANDIDAT Bonnes connaissances en Physique des plasmas de tokamaks, bonnes compétences en simulations numériques et programmation fortran/matlab. Localisation du poste SITE Cadarache LOCALISATION DU POSTE France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13) VILLE Saint Paul lez Durance Critères candidat LANGUES Anglais (Intermédiaire) DIPLÔME PRÉPARÉ Bac+5 - Master 2 FORMATION RECOMMANDÉE Physique des plasmas POSSIBILITÉ DE POURSUITE EN THÈSE Non Demandeur DISPONIBILITÉ DU POSTE 01/03/2022 Informations générales ENTITÉ DE RATTACHEMENT Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche. Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions : . la défense et la sécurité . l'énergie nucléaire (fission et fusion) . la recherche technologique pour l'industrie . la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie). Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels. RÉFÉRENCE 2021-18972 DESCRIPTION DE L'UNITÉ "L'Institut de Recherche sur la Fusion par Confinement Magnétique est l'un des départements de la Direction de la Recherche Fondamentale du CEA. Depuis plus de 50 ans, son rôle est de mener des recherches sur une nouvelle source d'énergie : la fusion par confinement magnétique, en s'associant avec le programme Fusion européen. L'IRFM est installé sur le Centre CEA de Cadarache. Les activités de L'IRFM sont structurées autour de trois axes de recherches de développement : * contribuer à la réalisation du projet ITER et ceux de l'Approche Elargie (tokamak JT-60SA principalement), * préparer l'opération scientifique d'ITER, à travers des activités d'expérimentation et de contrôle, ainsi que de théorie et de modélisation, * établir les bases du futur réacteur de fusion. Ces activités sont intimement connectées à un effort tout particulier de formation des générations futures de physiciens et de technologues de la fusion. L'IRFM a à sa disposition de nombreuses plateformes de R&D et de tests, dont le tokamak WEST (pour Tungsten (w) Environnement Steady-State Tokamak), transformation de Tore Supra en banc de test pour ITER, le nouveau tokamak du CEA va permettre de tester l'un des composants clé d'ITER et de poursuivre les recherches en physique des plasmas, dans un contexte international grâce aux nombreuses collaborations mises en place."