Post-doctoral position offer on the physics of transport barrier onset and subsequent relaxations of tokamak edge plasmas for fusion

Duration: 1 year (renewable)

Period: to be started during 2019

Location: PIIM laboratory, CNRS-Aix-Marseille University, France

Gross salary: from 2162 € to 2361 €/month depending on qualification and experience

Research project and job description
Title: Numerical modelling and investigation of transport barrier onset and subsequent relaxations of tokamak edge plasmas for fusion. Application to ITER.

Missions
ENG: The present project takes place in the frame of magnetic fusion research and aims at clarifying the onset of regimes of strong plasma confinement and associated relaxations of tokamak edge plasmas. Experimentally, it is known and exploited since the 80’s that tokamak plasmas can reach high confinement regimes via the onset of a so-called transport barrier at the plasma edge where turbulent transport is strongly reduced. Only recently, this phenomenon was reproduced by self-consistent 3D turbulence simulations. A satisfactory understanding of the physics of transport barrier onset and subsequent relaxations is still missing. The aim of this project is to contribute to this understanding by determining the conditions for barrier development and barrier relaxations in terms of heat flux, electromagnetic and collisional effects, and the nature of the turbulent fluctuations.

FR: L'objectif du projet est de contribuer à l'avancement de la recherche en fusion magnétique contrôlée en clarifiant l’apparition de régimes à fort confinement du plasma et de relaxations associées au bord des plasmas de tokamak. Expérimentalement, il est connu est exploité depuis des années 80 que des plasmas de tokamak peuvent atteindre des régimes avec un bon confinement par l’apparition d’un phénomène appelé barrière de transport au bord du plasma où le transport turbulent est fortement réduit. Très récemment, ce phénomène a été reproduit par des simulations 3D auto-cohérentes de turbulence. Une compréhension satisfaisante de la physique de l’apparition de la barrière de transport et des relaxations associés manque toujours. L’objet de ce projet est de contribuer à cette compréhension par une étude des conditions pour l’établissement et les relaxations d’une barrière en fonction du flux de chaleur, des effets électromagnétiques et collisionnels et de la nature des fluctuations turbulentes.

Activities
ENG: Turbulence self-organisation leading to the generation of transport barriers and the dynamics of such barriers will be studied using the 3D turbulence code EMEDGE3D. This code solves numerically the reduced magneto-hydrodynamical (MHD) equations and has recently been extended to include electromagnetic fluctuations and different turbulence mechanisms. The dependence of barrier generation and of the characteristics of subsequent relaxations on key parameters of the plasma and on the nature of the turbulence will be studied and compared to experimental observations. The numerical study will be complemented by an analytical work to identify the physical mechanisms at play. The results of this study will be published in a journal like Physics of Plasmas, Nuclear Fusion or Plasma Physics and Controlled Fusion and presented at a plasma conference

FR: L’auto-organisation de la turbulence engendrant la génération d’une barrière de transport et la dynamique de telles barrières va être étudié à l’aide du code 3D de turbulence EMEDGE3D.

Ce code résout numériquement les équations de la magnéto-hydrodynamique (MHD) réduite et a été élargi récemment pour inclure les fluctuations électromagnétiques et différentes mécanismes de turbulence. La variation de l’apparition d’une barrière et des caractéristiques des relaxations associées avec des paramètres clés du plasma et avec la nature de la turbulence va être étudiée et comparée à des observations expérimentales. L’étude numérique va être complétée par un travail analytique pour identifier les mécanismes physiques en oeuvre. Cette étude fera l'objet d'une publication dans un journal tel que Physics of Plamas, Nuclear Fusion ou Plasma Physics and Controlled Fusion et les résultats seront présentés à une conférence de physique des plasmas.

Essential skills
ENG: Extended knowledge of magnetised plasma physics (PhD), ideally in the context of tokamak plasmas. Experience in numerics: use of massively parallelised codes, programming (Fortran/C), use of analysis tools like Matlab or Python

FR: Connaissances solides en physique des plasmas magnétisés (PhD), idéalement dans le contexte des plasmas de tokamaks. Expérience en numérique : utilisation de codes massivement parallélisés, programmation (Fortran/C), utilisation d'outils d'analyse de données tels que Matlab ou Python.

Contexte de travail

ENG: This work is part of the interdisciplinary TOP project recently granted by the Aix-Marseille University foundation AMIDEX in the frame of the Initiative d’Excellence of the French government. The position is fixed-term up to 12 months. The candidate will join the « Dynamique des Systèmes Complexes » team of the PIIM Laboratory at Aix-Marseille University. Since the 90's, the PIIM laboratory contributes to magnetic fusion plasma research. The DSC team is particularly active in this field with numerous collaborations at the regional (IRFM, CEA Cadarache), national (Fédération Française de Fusion par Confinement Magnétique), European (Eurofusion) and international (Japan, Brasil, US) level. The team is very visible internationally with regular invited contributions to the main plasma physics conferences.

FR: Le candidat rejoindra l'équipe DSC (Dynamique des Systèmes Complexes) du laboratoire PIIM à l'université d'Aix-Marseille. Depuis les années 90, la physique des plasmas dans le contexte de la fusion magnétique est un des axes de recherche du laboratoire PIIM. L'équipe DSC est très active dans ce domaine avec de nombreuses collaborations au niveau local (IRFM, CEA Cadarache), national (Fédération Française de Fusion par Confinement Magnétique), européen (Eurofusion) et international (Japon, Brésil, Etats-Unis). L'équipe a une excellente visibilité internationale et est régulièrement sollicitée pour des contributions invitées aux principales conférences en physique des plasmas.

Contact person: peter.beyer@univ-amu.fr


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LABEX INFORM- Aix-Marseille UNIVERSITE

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Bewerbungsfrist

2019-05-31


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