Compression de flux magnétique dans le régime sub-microseconde pour l'obtention de hautes pressions et de rayonnement X intense
Auteur / Autrice : | Mathias Bavay |
Direction : | François Vannucci |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance en 2002 |
Etablissement(s) : | Paris 11 |
Mots clés
Résumé
Afin de démontrer la faisabilité d'une source de rayonnement X intense pour la France, le Centre d'Études de Gramat (CEG) explore un certain nombre de voies technologiques. Le projet SYRINX étudie les possibilités offertes par les hautes puissances pulsées (HPP) pour des applications de compression isentropique, de cavités à hautes températures (hohlraum) et de durcissement (rayonnement X entre 1 et 10 keV produit par un Z-pinch). Il est alors nécessaire de disposer d'un étage d'amplification de la puissance électrique permettant d'atteindre des courants de l'ordre de 10 MA en une centaine de nano secondes. Les générateurs habituels utilisent des lignes de compression d'impulsion ou bien des commutateurs à plasma. Une autre possibilité, appelée compression de flux magnétique, est l'objet de ce travail. Elle a permis de comprimer l'impulsion de 100 ns du générateur Z des Sandia National Laboratories en une impulsion de 40 ns et l'impulsion de 1 ms du générateur ECF du CEG en une impulsion de 100 ns. Cette voie offre l'avantage d'un temps caractéristique d'implosion inférieur à la micro seconde et évite alors un grand nombre de problèmes posés par les compresseurs de flux à explosifs. Ce travail a consisté tout d'abord à paramétrer des codes numériques divers (codes circuit, codes plasma,. . . ) afin de les adapter à la problématique de la compression de flux. Les outils numériques ainsi mis au point ont ensuite servis aux dimensionnements d'expériences, réalisées sur les générateurs Z et ECF, qui ont permis d'atteindre 5 Mbar sous choc et plus de 2 Mbar en compression isentropique ainsi qu'une température de cavité voisine de 110 eV. Les enseignements issus de l'interprétation des tirs ont été confrontés à notre compréhension du système et des charges employées. Enfin, ceci a permis d'améliorer les outils numériques et d'optimiser le concept. Le travail réalisé doit permettre d'extrapoler le concept à un générateur de rayons X intenses de la classe 60 MA.