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Recherche - Valorisation

LRC-Meso 2016 : Diffusion Raman Stimulée (DRS) dans les plasmas pour la fusion thermonucléaire contrôlée par confinement inertiel laser

par Guillaume Tran, en collaboration avec : Pascal Loiseau, Stefan Hüller et Anne Héron.

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Présentation scientifique à l'occasion de la journée annuelle du LRC-Meso (CEA - CMLA), qui s'est tenue à l'ENS de Cachan le 1er juin 2016.

La Fusion par Confinement Inertiel (FCI) est l'une des voies qui permettrait de réaliser la fusion thermonucléaire de noyaux légers en laboratoire.

Les réactions nucléaires sont amorcées en utilisant des lasers intenses de type « mégajoule », par des schémas d'attaque directe ou indirecte.

Dans le cas de l'attaque indirecte, approche retenue sur l'installation Laser Méga Joule qui est un projet majeur de la Direction des Applications Militaires du CEA, les lasers traversent un plasma chaud et sous-dense propice au développement d'instabilités (paramétriques) générées par l'interaction laser/plasma.

Ces instabilités peuvent conduire à des pertes importantes de l'énergie laser incidente. Plus particulièrement, la diffusion Raman stimulée (DRS), où le rayonnement laser diffuse sur les ondes plasma électroniques, peut renvoyer une partie importante de l'énergie laser (jusqu'à 50%), ce qui réduit inévitablement le dépôt d'énergie nécessaire pour réaliser la compression du milieu fusible par réaction d'inertie.

Cette instabilité, bien qu'étudiée depuis de nombreuses années, reste difficile à modéliser sur des temps longs (nanoseconde) pour des plasmas millimétriques et, qui plus est, inhomogènes. En effet, l'instabilité évolue rapidement vers des régimes non linéaires, associés à une déformation importante de la fonction de distribution électronique. Nous présentons ici une modélisation réaliste, de type couplage d'ondes, de la diffusion Raman dans les plasmas, sur des temps longs et en tenant compte des effets non linéaires associés aux ondes plasma électroniques.

Ce modèle, mis en oeuvre dans un code 2D/3D est comparé avec succès à des simulations cinétiques de références, issues d'un code PIC. Finalement, le modèle obtenu est appliqué à des situations expérimentales récentes et permet d'apporter, aux observations faites dans ce cadre, une interprétation originale et pertinente.


Type :
Actes de colloque

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