Fluorescence induite par laser sur des plasmas fortement magnetises, chauffes par resonance cyclotron ionique

Application of the laser induced fluorescence to the investigation of highly magnetised plasmas, heated by ion cyclotron resonance

• Auteur / Autrice : AGNES PAILLOUX
• Direction : Patrick Meyrueis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

Ce travail est realise dans le cadre des etudes de separation isotopique par resonance cyclotron ionique (rci). Dans ce procede qui necessite un plasma d'ions d'une espece metallique fortement magnetise (2 a 3 tesla) et en limite collisionnelle (10#1#2 ions/cm#3), on cherche a chauffer le plus selectivement possible une espece donnee en injectant une onde a la frequence cyclotron ionique. Nous avons mis en uvre un diagnostic de fluorescence induite par laser (fil) sur les plasmas de baryum et de gadolinium. La rotation de larmor des ions modifie considerablement l'interaction. Afin de montrer que la fil mesure encore la fonction de distribution de vitesse des ions, nous avons resolu l'equation de schrodinger variable en temps. La probabilite d'exciter un ion ainsi obtenue est alors sommee sur l'ensemble des ions excites dans le volume de mesure. Nous avons egalement mis en evidence theoriquement et experimentalement l'influence de ce mouvement de larmor des ions sur la distribution spectrale du signal de fil. La fil est realisee avec un laser a colorant continu. L'ion baryum est excite sur la transition 614,2 nm (colorant rhodamine 6g) et l'ion gadolinium sur le pseudo-triplet zeeman 385,1 nm (colorant exalite). Les methodes d'analyse des donnees experimentales sont developpees en considerant l'effet zeeman, et le chauffage different de chaque isotope. Nous avons mesure la temperature ionique (de l'ev a quelques centaines d'ev) en fonction du chauffage radiofrequence. Les resultats experimentaux sont en bon accord avec la theorie. Nous avons egalement verifie localement le caractere maxwellien de la fonction de distribution de vitesse, et etudie le comportement du plasma en fonction des parametres reglables de la source de plasma