Etude et optimisation de la propagation d'un faisceau d'électrons impulsionnel intense dans un gaz

par Nicolas Szalek

Projet de thèse en Astrophysique, Plasmas, nucléaire

Sous la direction de Franck Gobet et de Jacques Gardelle.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde) , en partenariat avec Centre d'études nucléaires Bordeaux Gradignan (laboratoire) depuis le 20-04-2017 .


  • Résumé

    Calculs de dépôts d'énergie/hydrodynamique: 1. Comparaison du code de calcul du CEA avec le code GEANT4 2. Utilisation de la fonctionnalité du code pour initialiser le faisceau voulu, et pour réaliser les calculs de dépôt. Spectre d'énergie calculé à partir des signaux de courant et de tension de la machine 3. Découpe temporelle des signaux pour simuler l'évolution temporelle du faisceau. 4. Etude de l'influence des paramètres du faisceau sur le dépôt d'énergie et les effets hydrodynamiques. 5. Simulation de choc mesuré lors d'un tir à forte fluence sur CESAR en utilisant les expériences de diagnostic du faisceau correspondantes et comparaison aux mesures. Les mesures et les simulations sont en désaccord. Les erreurs de mesures sont importantes à prendre en compte dans les simulations pour avoir un meilleur accord expériences-simulations Expérience sur la machine RKA La machine RKA est une générateur d'électrons produisant un faisceau d'une energie allant jusqu'à 500keV et un courant allant jusqu'à 30kA. 1. Calibration des capteurs utilisés dans notre configuration 2. Etude du transport du faisceau après transport dans le gaz sur quelques centimètres : Courant (faraday cup), imagerie du faisceau par effet Cerenkov 3. Choc généré dans l'aluminium et caractérisé par de la vélocimétrie hétérodyne qui mesure la vitesse de la face arrière de la cible

  • Titre traduit

    Study and optimization of the propagation of a pulsed high-intensity electron beam


  • Résumé

    Energy deposition and hydrodynamic simulations: 1. Comparison of the CEA energy deposition simulation code with GEANT4 2. Use of a functionality of the code to initialize a beam by describing all the particles and simulation its energy deposition. Energy spectra calculated from voltage and current signals from experiments 3. Temporal slicing of the experiments signals to simulate the temporal evolution of the beam 4. Study of the influence of the beam parameters on the energy deposition and hydrodynamic effects 5. Simulation of high fluence experiments are compared to experiments and there is a discrepancy. Measurement errors are important to take into account in simulations for a better fit with the experiment Experiments on the RKA machine The RKA machine is a generator coupled to a diode that produces a 500keV electron beam with a current of up to 30kA for 100ns. 1. Calibration of the diagnostics in our configuration 2. Study of the beam after it is propagated in gas over a few centimeters : Faraday cup measurement, beam Imaging (Cerenkov effect) 3. Aluminum target used to stop the beam to generate a shock in the material. The shock is characterized with a PDV system which measures the velocity of the target's rear face.