Design and realization of a hard X-ray prototype imager with spectral selection for the Laser MégaJoule - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2012

Design and realization of a hard X-ray prototype imager with spectral selection for the Laser MégaJoule

Conception et réalisation d'un prototype d'imageur X durs à sélection spectrale pour le Laser MégaJoule

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Abstract

In the Laser MégaJoule (LMJ) project context, measurements need to be done by diagnostics in order to achieve ignition. Amongst these diagnostics, some of the X-ray imagers will have to observe hydrodynamics instabilities on the micron balloon surface. X-ray radiography or self-emission imaging are the techniques used to obtain such imaging. None of the existing X-ray imagers designed for LMJ is currently able to record this kind of image. The X-ray imager designed during this thesis will have to achieve a high resolution image at high energy and will have to meet all the requirements subsequent to its use on a large facility like LMJ. We have studied and optimized an already existing diagnostic: EHRXI. We have extended its covered spectral range up to 12 keV. We measured its resolution that is under 5 μm in a 1 mm diameter field of view. This diagnostic has been successfully used on laser experiments in ELFIE 100 TW and OMEGA. After analyzing the performances and weaknesses of EHRXI, we were able to design a LMJ diagnostic prototype: Merssix. This microscope will achieve a resolution under 5 μm in a 500 μm diameter field of view with a covered spectral range up to 22 keV. Merssix has been specificaly designed for LMJ and adapted to fit its experimental framework. Its design allows it in particular to be used for radiography in a complex X-ray producing environment.
Dans le cadre du projet Laser MégaJoule (LMJ), des chaînes de mesure, appelées diagnostics, sont nécessaires à la qualification de l'atteinte de l'ignition. Parmi ces diagnostics, des imageurs X devront observer le développement d'instabilités hydrodynamiques à la surface du microballon. L'imagerie de ces instabilités sera faite dans le domaine X par radiographie ou en utilisant l'émission propre de la cible. Aucun imageur X conçu aujourd'hui pour le LMJ ne permet de réaliser une telle image. L'imageur X développé dans cette thèse devra donc réaliser une image à haute résolution et à haute énergie tout en respectant les contraintes de fonctionnement lié à une installation telle que le LMJ. Nous avons tout d'abord étudié et amélioré un diagnostic existant : EHRXI. Nous avons optimisé la bande d'énergie X utile à l'imagerie par ce diagnostic en l'étendant jusqu'à 12 keV. Nous avons obtenu des résolutions inférieures à 5 μm dans un champ de 1 mm de diamètre. Ce diagnostic a été déployé avec succès sur les installations laser ELFIE 100 TW et OMEGA. Avec le retour d'expérience obtenu avec EHRXI nous avons conçu un prototype de diagnostic pour le LMJ : Merssix. Ce microscope aura une résolution inférieure à 5 μm dans un champ de 500 μm de diamètre pour des énergies s'étendant jusqu'à 22 keV. Merssix a été pensé et adapté aux conditions expérimentales du LMJ. Sa conception met notamment en jeu une sélection spectrale pour permettre une utilisation en radiographie en présence d'un environnement X complexe.
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Dates and versions

pastel-00800353 , version 1 (13-03-2013)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00800353 , version 1

Cite

David Dennetiere. Conception et réalisation d'un prototype d'imageur X durs à sélection spectrale pour le Laser MégaJoule. Instrumentations et Détecteurs [physics.ins-det]. Ecole Polytechnique X, 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00800353⟩
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