Centro di Ateneo “Centro Ricerche Fusione”
c/o Consorzio RFX

Ciclo di studi: Triennale
Corso di Laurea: Fisica/Ingegneria
Tipologia: Sperimentale
Titolo:Identification oftheion-ion plasma transition in SPIDER
Relatore RFX: Carlo Poggi, Monica Spolaore
Relatore Accademico: Piergiorgio Sonato

Argomento della tesi:

SPIDER, the prototype ion source of ITER NBIs, is equipped with a set of 66 Langmuir probes, embedded in the plasma grid and bias plate electrodes in the expansion region. These sensors were extensively used during the last SPIDER campaigns with the injection of cesium, and a reduction of the electron saturation current was observed, indicating the emergence ofa nearlyion-ion plasma regime. The aim of the thesis is to analyze the experimental data collected during the campaign, and develop a model to interpret the measurements.

Stato: non assegnata

Ciclo di studi:LaureaTriennale
Corso di Laurea:ingegneria dell’Energia o affine
Tipologia: Analisi
Titolo:Ottimizzazione di modelli numerici per lo sviluppodi un sensore DCCT per la misura di corrente di fascio dell’esperimento SPIDER.
Relatore RFX: Nicolò Marconato, Tommaso Patton
Relatore Accademico: Nicolò Marconato

Argomento della tesi:

L’esperimentoSPIDER (https://www.igi.cnr.it/ricerca/negative-ion-neutral-beam-injection/spider/i- componenti-di-spider/) è in shut-down fino a dicembre 2022 per le riparazioni, le modifiche e i miglioramenti derivanti dall’esperienza fatta nei primi anni di funzionamento dal 2018 ad oggi. Tra questi upgrades è prevista l’installazione della diagnostica detta “Beamlet Group Current Monitor” (BGCM)per la misura della corrente del fascio di particelle relativa a ciascuno dei 16 gruppi di aperture (beamlet groups) delle griglie di accelerazione.È necessario pertanto progettare un sensore di corrente in grado di misurare la corrente del fascio in uscita dalla griglia di terra per ciascuno dei 16 bealmlet groups. I 16 segnali di corrente derivanti da ciascun sensore daranno la misura della totale corrente di fascio, permettendo inoltre una valutazione dell’uniformità dello stesso.
Principali requisiti del sensore di corrente sono i seguenti:
- Misura sia della componente DC, sia della componente ad alta frequenza(decinedi kHz);
- Operazione in alto vuoto(10-6mbar);
- Resistenza a carichi termici non trascurabili;
- Elevata risoluzione e precisione in un range di correnticompreso tra100 mAe3 A;
- Immunità a campi magnetici DC esterni;
- Immunità alla componente a radiofrequenza di 1MHz della corrente del fascio;
- Immunità a breakdown elettrici
- Compatibilità meccanica con gli spazi disponibili davanti a ciascun beamlet group.
La tecnologia dei cosiddetti Direct Current Current Transformer (DCCT)èritenuta essere la più promettente per questo tipo di sensori di corrente, da un punto di vista di sensibilità, robustezza ed immunità ai disturbi. La tesi proposta si pone all’interno delle attività necessarie allo sviluppo di un sensore che adotti questa tecnologia per il caso specifico di SPIDER. Allo studente è richiesto il supporto per l’ottimizzazione di modelli numerici, sia circuitali che agli elementi finiti tridimensionali, sulla base di dati sperimentali ottenuti su primi prototipi del sensore. L’attività è utile da una parte per un’avanzata comprensione dell’effetto delle non idealità nel segnale ottenibile dal sensore e dall’altra per una precisa modellazione del sensore finale, sia da un punto di vista della sua struttura fisica, sia per quanto riguarda l’elettronica di pilotaggio e readout.L’attività è molto urgente.

Competenze richieste: Concetti fondamentali dell’elettrotecnica; discreta conoscenza della lingua inglese

Tipo di tesi: Triennale
Corso di Laurea: Ingegneria Chimica e dei Materiali
Tipologia:sperimentale
Titolo: Caratterizzazione di depositi di materiali isolanti per superfici esposte a plasmi di interesse termonucleare
Relatore RFX: M. Zuin
Relatore Accademico: P. Sonato

Argomento della tesi:

Il lavoro di tesi si propone di studiare le proprietà dielettriche di un deposito di ossido di allumina su superficie di rame. Tale configurazione è quella che verrà adottata per la parete conduttiva interna alla camera da vuoto nell’esperimento RFX-mod2, che avrà lo scopo di stabilizzare passivamente le instabilità magnetoidrodinamiche e di sostenere le tegole in grafite che fungono da limite per il plasma prodotto. Il deposito di materiale isolante è necessario al fine di evitare la formazione di pericolosi archi elettrici tra le diverse componenti di tale parete conduttiva durante le fasi dinamiche di variazione dei campi magnetici.
Durante il lavorodi tesile proprietà isolanti di depositi con caratteristiche diverse verranno studiate all’interno di un esperimento appositamente realizzato,nel quale è prodotto un plasma con proprietà simili a quelle del plasma di bordo nell’esperimento RFX-mod2.

Data: 30/03/2022
Stato: non assegnata

Cycle of studies: 1st Cicle Degree
Degree course: Energy engineering(Ingegneria dell’Energia)
Title: Measurement of DC current component in the MITICA Acceleration Grid Power Supply inverter system

Type: Experimental/Modelling
RFX Supervisor: L. Zanotto
Academic supervisor: P. Bettini


The thesis deals with the measurement of the dc current component in the inverters of the MITICA Acceleration Grid Power Supply. After a literature survey on the subject of dc current generation and control on three phase inverter systems supplying power transformers, the student shall analyze the precision of the present current transducers and assess the use of new transducers or methods to estimate the dc current component supplied by the inverters in different load conditions and transients.

Dat: 10/03/2022

Status: not assigned

Cycle of studies: (BachelorLT/ Master LM)
Degree course: Energy engineering,Materials engineering, Chemical Engineering
Title: Performance of materials in fusion reactors
Type: experimental
RFX Supervisor: Claudia Gasparrini
Academic supervisor: Prof. Piergiorgio Sonato

Description of the thesis:

One of the greatest challenges facedby materials in fusion power plantsis to operate in an incredible harsh environment of high thermal andparticle fluxes.In addition to properties such as good radiation tolerance, high thermal conductivity and corrosion resistance, the chosen materials should show good mechanical and thermal properties throughout operation.One of the aspects considered in this thesis will
be totest corrosion resistant coatings to be applied on cooling circuits materials to ensure the irintegrity. You will work in tight collaboration with Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l’Energia(ICMATE) that have extensive expertise in coating manufacturing process for energy systems. You will develop skills in both coating manufacturing procedures and cooling circuits optimisation for fusion power plants.

Status: available

Ciclo di studi: Laurea Triennale
Corso di Laurea: Fisica/Ingegneria
Tipologia: sperimentale
Titolo: Beam characterization of NIO1 beam with visible camera and BES with and without caesium.
Relatore RFX: Margherita Ugoletti, Matteo Agostini, Gianluigi Serianni
Relatore Accademico: Gianluigi Serianni

Argomento della tesi:
La luce emessa dal fascio di ioni negativi di NIO1 quando interagisce con il gas di fondo in cui si propaga viene usata per studiare il fascio stesso. Si propone la caratterizzazione e il confronto delle proprietà del fascio estratto con e senza l’emissione di Cesio in sorgente, con due diverse diagnostiche: 3 telecamere visibili e la Beam Emission Spectroscopy (BES).

Competenze richieste: Programmazione di base

Data: 01/01/2021
Stato: non assegnata

Ciclo di studi: Laurea Triennale/Magistrale
Corso di Laurea: Fisica/Ingegneria
Tipologia: sperimentale
Titolo della tesi: Reconstruction of Negative Ion Beam Heat Flux profile on STRIKE by Neural Networks.
Proponente: Rita Delogu, Gianluigi Serianni
Relatore Accademico: Gianluigi Serianni

Argomento della tesi:

Si propone la ricostruzione del flusso di energia incidente sul calorimetro diagnostico STRIKE mediante l’analisi delle misure termografiche sul retro del calorimetro utilizzando codici di intelligenza artificiale, in particolare le reti neurali. Questo progetto è la prosecuzione e il perfezionamento di un metodo già implementato, per poterlo utilizzare durante le fasi di operazione in real time di SPIDER.

Competenze richieste: Programmazione di base
Data: 15/01/2020
Stato: non assegnata

Ciclo di studi: Laurea Triennale/Magistrale
Corso di Laurea: Fisica/Ingegneria
Tipologia: sperimentale
Titolo della tesi:Commissioning and first operation of Cs Oven for the NIO1 experiment.
Proponente: Rita Delogu, Gianluigi Serianni
Relatore Accademico: Gianluigi Serianni
Capogruppo: Bettini
Argomento della tesi:Allo scopo di studiare ed ottimizzare la produzione di ioni negativi, il Consorzio
RFX e i Laboratori Nazionali di Legnaro (INFN) hanno realizzato una sorgente RF di ioni negativi H-,
NIO1 (Negative Ion Optimization 1). NIO1. Per aumentare la produzione di ioni negativi H-è stato
montato un forno del cesio per il quale è prevista una attività di commissioning e messa in servizio.
Si propone di seguire il commissioning e le prime operazioni del forno del cesio di NIO1 per verificarne
il corretto funzionamento. L’attività di tesi riguarderà anche l’analisi dei dati e la verifica delle
performance del forno.
Competenze richieste (se necessarie): Programmazione di base
Data della proposta: 13/01/2020
Stato:non assegnata

Ciclo di studi: Laurea Triennale
Corso di Laurea: Area dell’Ingegneria Industriale
Tipologia: Sperimentale e numerica
Titolo: Sviluppo di un materiale termicamente ortotropo per diagnostica termografica di fasci di particelle.
Relatore RFX: M. Dalla Palma, R. Pasqualotto
Relatore Accademico: P. Sonato

Argomento della tesi:

Si propone lo studio di un materiale termicamente ortotropo per trasferire il campo di temperatura da una sorgente termica ad un ambiente di osservazione e misura protetto da interferenze. Il materiale verrà utilizzato per realizzare i pannelli di un calorimetro che arresti delle particelle ad alta energia e che trasferisca il campo di temperatura alla superficie opposta che sarà osservata con metodo termografico. I pannelli saranno composti da una struttura a celle ceramica o grafitica nella quale saranno inserite e fissate delle fibre ad alta conducibilità termica. Questa struttura permetterà di ottenere un elevato rapporto tra la diffusività termica lungo lo spessore e quella perpendicolare, nonché un’elevata resistenza meccanica alle tensioni indotte dalle dilatazioni termiche differenziali. Sono previste un’indagine sullo stato dell’arte, delle simulazioni agli elementi finiti, la realizzazione di un modello funzionale in scala e la misura delle diffusività termiche direzionali.

Data:13/11/2019
Stato: non assegnata

Ciclo di studi: Laurea Triennale
Corso di Laurea: Area dell’Ingegneria Industriale
Tipologia: Sperimentale
Titolo: Laser treatment design and testing to reduce the optical reflectivity of copper alloys, molybdenum, and tungsten
Relatore RFX: M. Dalla Palma
Relatore Accademico: L. Giudicotti

Argomento della tesi:

The student will contribute to the design and testing of a laser surface treatment conceived to roughen the surfaces and, as a consequence, to reduce the optical reflectivity of materials. The laser will be used to treat samples of calorimeter dumping surfaces made of copper alloys, molybdenum, or tungsten that should provide reduced reflectivity to be observed with thermal imaging cameras. Surface morphology and material continuity will be examined (SEM) together with chemical composition and crystalline configuration (TEM) in particular for the effects on the mechanical strength.

Data:13/11/2019
Stato: non assegnata

Ciclo di studi: Laurea triennale o Laurea Magistrale
Corso di Laurea: Ingegneria
Tipologia: teorica+ calcolo
Titolo: progetto elettrostatico e analisi strutturale dello schermo elettrostatico intermedio dell'esperimento MITICA
Relatore RFX: G. Chitarin
Relatore Accademico: G. Chitarin

Argomento della tesi:

Le prove di caratterizzazione dell’isolamento dell’esperimento MITICA verranno eseguita a tensione crescente fino ad 1 MV, in vuoto e in gas a bassa pressione. Per ridurre la probabilità di scarica elettrica, durante tali prove si prevede di inserire nel Vessel di MITICA uno schemo elettrostatico a potenziale intermedio tra l’elettrodo in tensione e terra. Lo scopo della tesi è progettare tale elettrodo definendone forma, dimensioni e materiali mediante simulazioni elettrostatiche e strutturali. Verranno utilizzate analisi FEM strutturali e analisi FEM elettrostatiche.

Data: 27/02/2019
Stato: non assegnata

Ciclo di studi: Laurea triennale
Corso di Laurea: Ingegneria Aerospaziale
Tipologia: sperimentale
Titolo: Il ruolo della emissione termoionica catodica nel determinare le prestazioni di un propulsore effetto Hall per la produzione di ioni negativi.
Relatore RFX: Matteo Zuin
Relatore Accademico: Prof. Piergiorgio Sonato

Argomento della tesi:
ATHENIS (Alternative Thruster Hall Effect Negative Ion Source) è un propulsore effetto Hall adattato all’utilizzo di idrogeno invece che gas più pesanti come normalmente avviene in ambito aerospaziale. L’esperimento ATHENIS è ospitato all’interno dei laboratori del Consorzio RFX di Padova. Il contesto di ricerca in cui opera tale dispositivo è il programma Enabling Research finanziato da EUROFusion, con commessa EUFENR17. Si tratta di un esperimento proofofprinciple il cui obiettivo ultimo è diprodurre ioni negativi di idrogeno sfruttando l’interazione del plasma generato dal motore con una superficie cesiata.
Il progetto qui proposto prevede la caratterizzazione sperimentale del ruolo dell’emissione elettronica catodica prodotta per effetto termoionico nel determinare le proprietà del plasma generato. Diverse configurazioni del catodo (principalmente un filamento in tungsteno) saranno confrontate tra di loro, e gli effetti saranno studiati sia dal punto di vista delle grandezze elettriche (tensionecor rente) che caratterizzano la scarica del motore, sia in termini di densità e temperatura elettroniche mediante sonde di Langmuir. Si prevede, inoltre, di valutare la velocità della specie ionica accelerata tramite sonde di mach. Gli effetti ottenuti con diversi gas, inclusi Argon ed Elio, e diverse portate saranno confrontati tra loro.
Competenze richieste: Utilizzo strumenti di laboratorio e linguaggi di programmazione

Data: 03/2019

Stato: non assegnata

Tipo di tesi:  triennale con tirocinio
Corso di Laurea: fisica/ingegneria

Tipologia: sperimentale/modellistica
Titolo della tesi: Ottimizzazionedella emissione angolare del forno del cesio per SPIDER

Proponente/Relatore RFX: sartori (fadone, pouradier)

Relatore Accademico: sartori (per ingegneria, serianni per fisica)
Capogruppo: Rizzolo

Responsabile di Programma: Toigo/Marcuzzi

Argomento della tesi:

Gli iniettori di neutri sono riscaldamenti ausiliari fondamentali per le macchine da fusione nucleare: la formazione del fascio di ioni negativi, precursore del fascio di neutri, avviene estraendo ioni negativi da un plasma di idrogeno. Poiché in una scarica di idrogeno la densità di ioni negativi è molto bassa, va massimizzata grazie alla evaporazione di cesio, che ricoprendo le superfici metalliche affacciate al plasma, ne riduce la funzione lavoro; pertanto, atomi di idrogeno che impattano sulla superficie possono estrarre un elettrone dalla superficie e venire riemessi come ioni negativi.

Dato il ruolo fondamentale del cesio nella produzione di ioni negativi, l’uniformità del fascio risultante dipende dalla uniformità della copertura di cesio, specialmente alle superfici vicine ai fori da cui il fascio viene estratto.

Lo studio proposto consiste 1) nello studio del sistema di evaporazione usato nelle recenti campagne sperimentali di SPIDER, e dei risultati in termini di uniformità del fascio 2) nella riprogettazione e ottimizzazione degli ugelli dei forni del cesio, per cercare di ottimizzarne la emissione.

Competenze richieste (se necessarie):
Data della proposta: 25 novembre2022
Stato: non assegnata

Tipo di tesi: (Triennale/Magistrale) magistrale/ triennale con tirocinio
Corso di Laurea: ingegneria

Tipologia: (sperimentale/teorica/modellistica) modellistica
Titolo della tesi: Study of the interactions between the Stray Field Shielding System (SFSS) and the Gas injection and Vacuum System (GVS) in DTT Neutral Beam Injector (NBI)

Proponente/Relatore RFX: Agostinetti

Relatore Accademico: Sonato
Capogruppo: Rizzolo

Responsabile di Programma: Murari

Argomento della tesi (in inglese):

The main purpose of the Divertor Tokamak Test facility (DTT) is to study solutions to mitigate the issue of power exhaust in reactor relevant conditions, particularly exploring alternative power exhaust solutions for the machines that will follow ITER, in particular the demonstrative power plant DEMO that is currently in the conceptual design phase.

In this context, the principal objective of DTT is to mitigate the risk of a difficult extrapolation to a fusion reactor of the conventional divertor based on detached conditions, which will be tested in ITER. The task implies the study of the completely integrated power exhaust problems and the demonstration of how the possible implemented solutions (e.g., advanced divertor configurations or liquid metals) could be integrated in the DEMO device and other fusion reactors.

The key feature is to equip the machine with a significant amount of auxiliary heating power in order to test innovative divertor concepts. DTT will be able to explore various magnetic divertor configurations and in order to reach a reactor relevant power flow to the divertor, 45 MW of auxiliary power will have to be coupled to the plasma using the following systems: Electron Cyclotron Resonant Heating (ECRH), Ion Cyclotron Resonant Heating (ICRH) and Neutral Beam Heating (NBH).

In this framework, the conceptual design of the beamline for the DTT Neutral Beam Heating system, based on negative ions, is overviewed, with a particular focus on the technical solutions adopted to fulfill the requirements and maximize beamline performances.

The NBI system features a beamline providing deuterium neutrals (D0) with an energy of 510 keV and an injected power of 10 MW.

Two key aspects in the DTT NBI design are the Stray Field Shielding System (SFSS) and the Gas injection and Vacuum System (GVS). The first system has the function of shielding the NBI from the stray magnetic field produced by the tokamak coils, as this field would have a detrimental effect on the NBI efficiency. The second system is designed to keep the pressure inside the vacuum vessel as low as possible in order to decrease the beam losses and keep the NBI efficiency high.

The goal of this thesis is to find a suitable design configuration in order to have both the systems working properly. The candidate will be trained on the usage of the necessary simulations codes by the design team and followed during the development of the possible design solutions.

Competenze richieste (se necessarie):
Data della proposta: 12/12/2022

Tipo di tesi: Triennale

Corso di Laurea: Ingegneria/Fisica

Tipologia: Sperimentale

Titolo della tesi: Characterization of the nucleate boiling phenomenon using FBG accelerometers

Proponente/Relatore RFX: Carlo Poggi, Mauro Dalla Palma

Relatore Accademico: Emanuele Sartori
Capogruppo: Matteo Zuin

Responsabile di Programma:
Argomento della tesi:

Il fenomeno dell’ebollizione sottoraffreddata (nucleate boiling) avviene quando la temperatura della superficie di un canale di raffreddamento è superiore alla temperatura di saturazione del fluido, portando alla formazione di piccole bolle alla parete e migliorando le proprietà di scambio termico tra la parete e il fluido. Queste bolle tendono a muoversi verso il centro del canale, dove incontrano una regione a temperatura minore e quindi a implodere (cavitazione), con conseguenze anche distruttive sulle strutture del canale.

Lo scopo della tesi è di caratterizzare lo spettro di frequenza tipico dell’ebollizione sottoraffreddata su un setup che simula i condotti di raffreddamento di un esperimento da fusione, utilizzando un accelerometro basato sul principio del Fiber Bragg Grating. Lo studente contribuirà alla raccolta dei dati sperimentali e alla loro analisi interpretativa.

Competenze richieste (se necessarie):

Tipo di tesi: Laurea Triennale
Corso di Laurea: Ingegneria

Tipologia: progettazione enumerica

Titolo della tesi:

Thermo-hydraulic design and specification for the construction of the DTT in-vessel coils

Progetto termo-idraulico e specifica per la costruzione delle bobine in-vessel di DTT

Proponente: dr. ing. Mauro Dalla Palma

Capogruppo RFX: dr. ing. Andrea Rizzolo

Relatore Accademico: prof. ing. Piergiorgio Sonato

Argomento della tesi:

DTT is one of the largest superconducting tokamak under construction with the mission to get scientific and technological proofs of power exhaust in prospect of the first nuclear fusion power plant [1, 2]. The 5.5MA maximum plasma current, 6T toroidal magnetic field at the plasma center, and 2.19m plasma radius make DTT a flexible and compact facility for testing D-shaped plasmas with different configurations of heat load spreading.

The mechanical systems of DTT are designed and integrated analysing interfaces consistently with machine operating states including plasma operation, disruptions, baking, seismic event, testing, and maintenance.

The DTT in-vessel coil system comprises:

• vertical stability coils: 2 poloidal field coils located above and below the tokamak's mid-plane designed for fast vertical stabilization of the plasma;
• divertor coils: 4 coils located in the divertor region designed for sweeping control on divertor legs and local modification of the plasma configuration;
• edge localized mode (ELM) coils: 27 coils fixed to the inner-shell of the vacuum vessel designed for active control of edge-localized modes and error fields.

The design if the in-vessel coils has been defined and in particular the same coil conductor will be used for manufacturing all the coils and it will consist of a stainless steel jacket, an inner copper conductor and a techno-polymer insulation.

Steady state and transient thermo-hydraulic analyses of the coil conductor based on analytical and finite element methods in the solid domain are needed applying the electrical current as a time function during the machine operating states. The analyses will contribute to the validation of the already carried out preliminary design in order to proceed with the preparation of the technical specification for the procurement of the conductor and of the coils.

A collaboration with IPP Team working on ASDEX-U is ongoing.

References

[1] R. Ambrosino, “DTT - divertor tokamak test facility: A testbed for DEMO,” Fusion Engineering and Design, vol. 167, p. 112330, 2021

[2] R. Martone, R. Albanese, F. Crisanti, A. Pizzuto, P. Martin Eds.. “DTT Divertor Tokamak Test facility Interim Design Report, ENEA (ISBN 978-88-8286-378-4), April 2019 ("Green Book")”

Data proposta: 02/12/2022

Tipo di tesi: Laurea Triennale

Corso di Laurea: Ingegneria
Tipologia: progettazione enumerica

Titolo della tesi:

Analyses for the integration of seismic isolation dampers in the DTT facility

Analisi per l’integrazione di isolatori e dissipatori sismici nella macchina DTT

Proponente: dr. ing. Mauro Dalla Palma

Capogruppo RFX: dr. ing. Andrea Rizzolo

Relatore Accademico: prof. ing. Piergiorgio Sonato

Argomento della tesi:

DTT is one of the largest superconducting tokamak under construction with the mission to get scientific and technological proofs of power exhaust in prospect of the first nuclear fusion power plant [1, 2]. The 5.5MA maximum plasma current, 6T toroidal magnetic field at the plasma center, and 2.19m plasma radius make DTT a flexible and compact facility for testing D-shaped plasmas with different configurations of heat load spreading.

The mechanical systems of DTT are designed and integrated analysing interfaces consistently with machine operating states including plasma operation, disruptions, baking, seismic event, testing, and maintenance.

The DTT in-vessel coil system comprises:

• vertical stability coils: 2 poloidal field coils located above and below the tokamak's mid-plane designed for fast vertical stabilization of the plasma;
• divertor coils: 4 coils located in the divertor region designed for sweeping control on divertor legs and local modification of the plasma configuration;
• edge localized mode (ELM) coils: 27 coils fixed to the inner-shell of the vacuum vessel designed for active control of edge-localized modes and error fields.

The DTT facility will be supported by a basement designed between the torus complex and the ground foundation in the tokamak hall. The integration of isolation dampers in the basement is under evaluation as a seismic protection in order to dynamically separate the torus complex from the foundation, then the amount of energy that is transferred to the tokamak during an earthquake is reduced significantly. 

The study of the isolation system includes the identification of the type of bearing like elastomeric pads, sliding plates or inverted pendulums to support the weight of the structure and to provide some level of energy dissipation, typically in the form of hysteretic damping.

Equivalent static analyses can be performed with acceleration spectra reduced with respect to the normalised response of ground motion. Moreover, a CAD model can be developed to verify the system integration and interfaces.

The activity will be carried out in collaboration with the DTT Building Team.

References

[1] R. Ambrosino, “DTT - divertor tokamak test facility: A testbed for DEMO,” Fusion Engineering and Design, vol. 167, p. 112330, 2021

[2] R. Martone, R. Albanese, F. Crisanti, A. Pizzuto, P. Martin Eds.. “DTT Divertor Tokamak Test facility Interim Design Report, ENEA (ISBN 978-88-8286-378-4), April 2019 ("Green Book")”

Data proposta: 02/12/2022

Tipo di tesi: Triennale

Corso di Laurea: Fisica/Ingegneria

Tipologia: Sperimentale

Titolo della tesi: Design of a cut-off probe for SPIDER

Proponente/Relatore RFX: Carlo Poggi

Relatore Accademico: Matteo Zuin
Capogruppo: Matteo Zuin

Responsabile di Programma:
Argomento della tesi:

SPIDER is the prototype of ITER heating neutral beams. It aims to produce up to 50A of negative hydrogen ions, divided in 1280 beamlets, and accelerate them up to 100keV. During its first years of operation, SPIDER plasma properties were characterized using spectroscopic measurements or electrostatic probes. However, none of these methods was able to directly measure the electron density. For this reason, the design of a cut-off probe is ongoing. This probe is made of two antennas, one acting as transmitter and one as receiver, with the transmitter sending signals over a wide range of frequencies. If a plasma is present between the two antennas, the signal measured by the receiver gets damped at the plasma frequency, which depends on the plasma density according to the relation

By measuring this damping frequency, it is therefore possible to directly measure the plasma density.

The aim of this thesis is the design of a cut-off probe for the use in SPIDER, using CST software for the electromagnetic simulations and testing the prototype source in a small RF ion source.

Competenze richieste (se necessarie): Fisica 2, fondamenti di fisica dei plasmi

Tipo di tesi: Triennale
Corso di Laurea:  Ingegneria dell’Energia

Tipologia: sperimentale/modellistica
Titolo della tesi: Design of in vessel pick up coils for DTT fusion experiment

Proponente/Relatore RFX: DTT DIAG-MAG team

Relatore Accademico: Nicolò Marconato
Capogruppo: Matteo Brombin

Responsabile di Programma: Simone Peruzzo

Argomento della tesi: The studentwill work for the development of an in vessel pick up coil for magnetic measurements in DTT, optimizing its design starting from the present proposal. The sensor must be carefully studied to withstand the harsh environmental conditions inside the vacuum vessel of DTT: high temperature, non-negligible neutron radiation, EM noises and vacuum compatibility. A preliminary investigation based on numerical models has to be carried out. Some tests on proposed material will be performed. The manufacturing of a prototype will allow testing the performances of the investigated design.

Competenze richieste (se necessarie): Basic concepts of electrical engineering. Electronics and FEM knowledges are welcome
Data della proposta: 5/12/2022