Etudes expérimentales de l'accélération de particules avec des lasers ultra-intenses : applications à des expériences de physique nucléaire dans les plasmas lasers

• Auteur / Autrice : Cyril Plaisir
• Direction : Fazia Hannachi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique, plasmas, corpuscules
• Date : Soutenance le 23/11/2010
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'études nucléaires Bordeaux Gradignan
• Jury : Président / Présidente : Brigitte Roussière
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabien Dorchies, Franck Gobet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Julien Fuchs, Vincent Méot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Accélérateurs de particules

Lasers de puissance

Interactions laser-plasma

Mots clés libres

Interaction laser-plasma

Activation nucléaire

Simulations GEANT4

Efficacité de détection

Films radiochromiques

Faisceaux d'électrons

Faisceaux de protons

Mesure de section efficace

Réactions nucléaires dans un plasma

Laser-plasma interaction

Nuclear activation

GEANT4 simulations

Detection efficiencies

Radiochrmic films

Electron beams

Protons beams

Cross section measurements

Nuclear reactions in plasma

Résumé

Les lasers de puissance permettent depuis une dizaine d'années de produire des faisceaux de particules accélérées dans lesquels quelques 1012 électrons, protons sont accélérés en quelques ps. Nous avons simulé et développé des diagnostiques, utilisant l'activation nucléaire, pour qualifier les distributions angulaire et en énergie des faisceaux de particules générés. Les techniques de caractérisation sont présentées et illustrées à l'aide des résultats obtenus dans différentes expériences réalisées auprès des lasers de puissance. Nous envisageons d'utiliser ces faisceaux pour exciter des états nucléaires dans des environnements plasma. Celui-ci peut en effet influencer des caractéristiques intrinsèques du noyau comme la durée de vie de certains états isomériques. Dans le cadre de la préparation de telles expériences, nous avons mesuré la section efficace de la réaction (g,n) permettant de produire l'état isomérique du 84Rb à 463 keV d'énergie d'excitation, à l'aide de l'accélérateur ELSA du CEA/DIF de Bruyères-le-Châtel.

Since the laser tens years, the Ultra High Intensity Laser offer the opportunities to produce accelerated particle beams with contain more than 1012 electrons, protons accelerated into few ps. We have simulated and developed some diagnostics based on the nuclear activation to characterize both the angular and the energy distribution of the particle beams produced with intense lasers. The characterization methods which are presented and illustrated by the means of results obtained in different experiments. We would use the particle beams produced to excite nuclear state in a plasma environment. It can modify intrinsic characteristics of the nuclei such as the half-life of some isomeric state. To prepare this kind of experiments, we have measured the nuclear reaction cross section (g,n) to produce the isomeric state of the 84Rb, which has an excitation energy around 463 keV, with the electron accelerator ELSA of CEA/DIF in Bruyères-le-Châtel.