Optimisation du spectre de particules accélérées obtenues à partir de cibles en matériau composite lors de l'interaction avec une impulsion laser

par Iuliana Vladisavlevici

Projet de thèse en Astrophysique, Plasmas, nucléaire

Sous la direction de Emmanuel D'humieres et de Daniel Vizman.

Thèses en préparation à Bordeaux en cotutelle avec West University of Timisoara , dans le cadre de Sciences Physiques et de l'Ingénieur , en partenariat avec Centre Lasers Intenses et Applications (laboratoire) depuis le 05-06-2019 .


  • Résumé

    L'objectif principal de cette proposition de recherche est d'étudier les caractéristiques du spectre de particules accélérées obtenues à partir de cibles en matériau composite lors de l'interaction avec une impulsion laser, ainsi que la possibilité de les améliorer grâce aux résultats obtenus à partir de simulations numériques. L'accélération des ions induite par laser est un domaine de recherche très prometteur, en particulier pour les applications médicales en hadronthérapie et pour la production de radio-isotopes. Un plasma est un système très complexe et il est difficile de modéliser les processus et les phénomènes qui s'y déroulent. Les simulations d'interaction laser-plasma sont un outil utile pour étudier ces processus. La méthode numérique qui sera utilisée pour atteindre les objectifs proposés dans ce projet est la méthode PIC. Les méthodes PIC sont utilisées depuis 1955 pour simuler le mouvement de particules chargées. Les simulations pour mes études de doctorat seront effectuées à l'aide du code SMILEI, un nouveau code collaboratif à code source ouvert développé pour étudier les problèmes liés au plasma. La recherche comporte 3 objectifs principaux: étude de modèles numériques pour la conception de formes de cibles dans des expériences d'accélération laser-plasma, importance de la composition de la cible sur le spectre de particules accélérées et optimisation d'autres sources secondaires, importantes pour les applications de physique médicale ou nucléaire.

  • Titre traduit

    Optimizing the accelerated particle spectrum obtained from composite material targets at the interaction with a laser pulse


  • Résumé

    The main objective of this research proposal is to study the characteristics of the accelerated particle spectrum obtained from composite material targets at the interaction with a laser pulse, and the possibility to improve them through results obtained from numerical simulations. Laser driven ion acceleration is a very promising area of research, particularly for medical applications in hadrontherapy and for the production of radioisotopes. A plasma is a very complex system and is difficult to model the processes and phenomena that take place into it. Simulations for laser-plasma interaction are a useful tool for studying these processes. The numerical method that will be used to achieve the goals proposed in this project is the PIC method. PIC methods are used since 1955 in order to simulate the motion of charged particles. The simulations for my PhD studies will be performed using the SMILEI code, which is a new open-source collaborative code developed for studying plasma-related problems. The research involves 3 main objectives: study of numerical models for target shape design in laser-plasma acceleration experiments, the importance of the target composition on the accelerated particle spectrum and the optimization of other secondary sources, which are important for medical or nuclear physics applications.