Descri¸c˜ao geral dos dados

A t´ecnica utilizada no TCABR para explorar a dinˆamica na borda consiste em introduzir um sistema de sondas m´ultiplas de Langmuir [Ferreira et al., 2000] at´e uma posi¸c˜ao r/b = 0, 9. Este sistema possui um conjunto de sondas que coletam informa¸c˜oes a uma taxa fixa no tempo, sendo que duas delas medem as flutua¸c˜oes do potencial el´etrico Vf lu, e uma delas mede a corrente de satura¸c˜ao iˆonica Isi. Esta corrente ´e proporcional `a densidade η de ´ıons Isi∝ η√Te. A aquisi¸c˜ao dos dados ´e feita a uma freq¨uˆencia de amostragem fs = 1M Hz o que faz com que tenhamos s´eries experimentais com pontos a cada 1µs.

Na figura 6.5 est˜ao as trˆes s´eries temporais de interesse para um particular disparo do To- kamak em Fevereiro de 2002. O plasma ´e criado no Tokamak a partir de descargas (disparo) que duram aproximadamente 100ms no TCABR. A sonda adquire dados durante 50ms a partir do instante t = 55ms ap´os o in´ıcio da contagem de tempo do disparo. Na figura 6.6 est˜ao as principais informa¸c˜oes sobre dois disparos de interesse. As figuras6.5e6.6ilustram os principais dados que analisamos para escolha das s´eries para as quais calculamos o tempo de retorno. Essa escolha considera dois aspectos: as condi¸c˜oes de um disparo particular e a existˆencia de disparos similares.

A primeira dessas condi¸c˜oes ´e necess´aria para podermos supor que as flutua¸c˜oes medidas representam as flutua¸c˜oes caracter´ısticas do sistema n˜ao sendo afetada por oscila¸c˜oes externas. Assim, escolhemos uma faixa de tempo de cada disparo onde os principais fatores do plasma permaneceram est´aveis. Por exemplo, no caso ilustrado na figura 6.5, notamos que dentro da faixa em que as sondas estavam realizando medidas a corrente de plasma sofre uma queda

Figura 6.5: S´eries temporais obtidas no TCABR por trˆes sondas presentes no experimento. Os dois primeiros gr´aficos, de cima para baixo, representam o potencial flutuante (V f lu) em duas sondas enquanto o terceiro representa a corrente de satura¸c˜ao iˆonica (ion), proporcional a densidade, obtida em outra sonda. A linha pontilhada indica o limite onde a corrente de plasma manteve-se est´avel [Disparo 8046].

Figura 6.6: Na esquerda o diagn´ostico do disparo 8046 em fun¸c˜ao do tempo, pulso t´ıpico do primeiro conjunto de dados analisado: [A] Tens˜ao de enlace; [B] emiss˜ao em Hαe [C] a corrente do plasma. As faixas cont´ınuas representam a faixa de tempo em que a sonda coletou dados. A faixa pontilhada indica o limite da regi˜ao de corrente de plasma estacion´aria. Na parte da direita, o mesmo da esquerda para o pulso 9731, caracter´ıstico do segundo conjunto de dados.

acentuada. Neste caso foi necess´ario desprezar os ´ultimos pontos da s´erie. O crit´erio utilizado para determinar as s´eries que satisfaziam este ponto foi o de que a corrente de plasma, a emiss˜ao em Hα e a tens˜ao de enlace permanecessem aproximadamente constantes durante o tempo de aquisi¸c˜ao das s´eries temporais. Observamos ainda qualitativamente cada uma das s´eries. A ocorrˆencia de disrupturas e outras instabilidades seriam identificadas nessas medidas.

A segunda condi¸c˜ao, de semelhan¸ca entre diferentes disparos, ´e necess´aria para melhorar- mos a estat´ıstica de nossas distribui¸c˜oes. Ainda que us´assemos toda a s´erie obtida em um determinado disparo eles totalizariam 5 × 104 pontos. Vamos perceber que para uma melhor visualiza¸c˜ao da fun¸c˜ao densidade de probabilidade (FDP) e da distribui¸c˜ao de TR s´eries maiores s˜ao aconselh´aveis.

As condi¸c˜oes que estabelecemos para que consider´assemos que duas s´eries foram obtidas em condi¸c˜oes idˆenticas, e que portanto poderiam ser somadas, foram mais rigorosas. Dentre os disparos que satisfizeram a primeira condi¸c˜ao olhamos aqueles em que a sonda estava na mesma posi¸c˜ao e que apresentavam as seguintes medidas semelhantes (diferiam em menos de 10%):

1 Corrente de Plasma. 2 Densidade.

3 Emiss˜ao em Hα. 4 Tens˜ao de enlace.

5 Distribui¸c˜ao de pontos da s´erie. 6 Fun¸c˜ao de autocorrela¸c˜ao.

Do banco de dados de disparos do TCABR conseguimos obter dois conjuntos de disparos em sequˆencia que satisfizeram essas condi¸c˜oes. N˜ao foi poss´ıvel obter um n´umero consider´avel de disparos com ondas de Alfv´en.

Conjunto 1, obtido em Fevereiro de 2002, consiste dos disparos 8030 a 8049 excluindo 8033, 8039 e 8041 totalizando Np = 5, 1 × 105 pontos. Tomamos os pontos de cada disparo somente at´e o tempo t = 30ms de coleta da s´erie temporal (faixa pontilhada nas figuras 6.5 e 6.6). A digitaliza¸c˜ao dos dados impˆos uma precis˜ao nos dados da s´erie de 0, 152V na s´erie do potencial el´etrico e 0, 0002A na corrente de ioniza¸c˜ao.

Conjunto 2, obtido em Outubro de 2002, consiste dos disparos 9731 a 9741 totalizando Np = 5, 5 × 105. Uma vez que a corrente de plasma manteve-se est´avel durante todo o intervalo de coleta da s´erie, pudemos us´a-la por inteiro (t = 50ms). A digitaliza¸c˜ao dos dados impˆos uma precis˜ao nos dados de 0, 179V na s´erie do potencial el´etrico e 0, 0003A na corrente de satura¸c˜ao. No caso da corrente de satura¸c˜ao o aparato experimental n˜ao registrava valores superiores a 0, 675A ou inferiores a −0, 675A, o que provoca o truncamento observado na figura 6.13B.

A precis˜ao dos dados (descrita acima) tˆem de ser levada em conta quando escolhemos o intervalo de retorno I = [Xc− δ, Xc + δ]. Na pr´atica a s´erie temporal n˜ao apresenta valores distribu´ıdos continuamente, mas m´ultiplos desta precis˜ao. Assim devemos garantir que a largura do intervalo de retorno 2δ e o tamanho do canal do histograma da FDP sejam maior que esta precis˜ao.

Os resultados que apresentamos a seguir referem-se invariavelmente `a soma das s´eries de po- tencial el´etrico (de uma ´unica sonda) ou de corrente de flutua¸c˜ao para cada um desses conjuntos de dados. ´E importante ressaltar que n˜ao estamos propondo que os resultados dos diferentes dis- paros sejam absolutamente equivalentes. Consideramos este procedimento de soma de diferentes disparos v´alido (e necess´ario) para as an´alises que realizamos a seguir.