Physique et technologie des plasmas de fusion par confinement inertiel

Fusion inertielle (18h) : Dépôt de l’énergie sur la cible : structure de l’écoulement créé par laser, plasma coronal, écoulement auto-semblable. Propagation laser et absorption collisionnelle. Instabilités paramétriques : diffusion Brillouin et Raman, génération des électrons chauds. Transport de l’énergie dans la cible : transport thermique (modèles Spitzer-Harm et Braginskii, limitations de flux thermique, délocalisation de flux de chaleur) ; transport radiatif (équation de transport, opacités, parcours de Rosseland, modèle multi-groupe). Ablation, structure de l’onde d’ablation pour le chauffage laser et radiatif (attaque directe et indirecte). Lois d’échelle pour le taux d’ablation et la pression. Compression de la cible (régime isentropique, modèle de fusée, rendement hydrodynamique). Instabilités hydrodynamiques Rayleigh-Taylor et Rychtmeyer-Meshkov. Allumage et combustion (point chaud, régimes isobarique et isochorique, pertes radiatives et thermiques, fraction brulée, critère d’ignition).

Lasers (8h) : Lasers de puissance : cavités, modes gaussiens, amplification laser. Différents types de lasers. Cohérence spatiale et temporelle, lissage optique. Architecture des lasers de haute énergie : pilote, amplificateurs, la fin chaîne. Limites technologiques. Lasers de haute puissance, la technique d’étirement d’impulsion. Compresseurs. Vers plus hautes intensités et plus courtes durées.

Diagnostics pour la fusion (6h) : Spectroscopie d’un plasma dense, physique atomique dans un milieu dense, l’émission radiative dépendante du temps. Les éléments traceurs moyen et grand Z Diagnostics optiques résolus spatialement et temporellement, imagerie, ombroscopie et interférométrie, diffusion Thomson. Diagnostics utilisant les particules.