Study of suprathermal electron transport in solid or compressed matter for the fast-ignitor scheme.
Étude du transport des électrons suprathermiques en milieu solide ou comprimé dans le cadre de l'allumeur rapide.
Résumé
The inertial confinement fusion (ICF) concept is widely studied nowadays. It consists in quickly compressing and heating a small spherical capsule filled with fuel, using extremely energetic lasers. Since approximately 15 years, the fast-ignition (FI) technique has been proposed to facilitate the fuel heating by adding a particle beam - electrons generated by an ultra-intense laser - at the exact moment when the capsule compression is at its maximum. This thesis constitutes an experimental study of these electron beams generated by picosecond-scale lasers. We present new results on the characteristics of these electrons after they are accelerated by the laser (energy, divergence, etc.) as well as their interaction with the matter they pass through. The experimental results are explained and reveal different aspects of these laser-accelerated fast electrons. Their analysis allowed for significant progress in understanding several mechanisms: how they are injected into solid matter, how to measure their divergence, and how they can be automatically collimated inside compressed matter.
Le concept de fusion par confinement inertiel (FCI) est aujourd'hui largement étudié. Il s'agit de comprimer et chauffer brièvement une petite capsule sphérique remplie de combustible, à l'aide de lasers extrêmement énergétiques. Depuis une quinzaine d'année, la technique d'allumage rapide (AR) propose de faciliter le chauffage de ce combustible en ajoutant un faisceau de particules - des électrons générés par un laser ultra-intense - au moment exact où la compression de la capsule est maximale. La présente thèse constitue une étude expérimentale de ces faisceaux d'électrons générés par lasers picosecondes. Nous présentons des nouveaux résultats sur les caractéristiques de ces électrons après leur accélération par laser (énergie, divergence, etc.) ainsi que sur leur interaction avec la matière qu'ils traversent, qu'elle soit solide ou comprimée. Les résultats expérimentaux exposés révèlent différentes facettes de ces électrons rapides créés par laser, et leur analyse nous a permis de progresser dans la compréhension de certains mécanismes : comment ils sont injectés à l'intérieur de la matière solide, comment mesurer leur divergence, et comment ils peuvent être automatiquement collimatés à l'intérieur de la matière comprimée.