Thèse soutenue

Étude de faisabilité d'un résonateur optique pour des applications aux systèmes d'injection de neutres pour la prochaine génération de réacteurs à fusion nucléaire
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Auteur / Autrice : Donatella Fiorucci
Direction : Catherine Nary Man
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 12/06/2015
Etablissement(s) : Nice
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Astrophysique Relativiste Théories Expériences Métrologie Instrumentation Signaux (Nice) - Astrophysique Relativiste Théories Expériences Métrologie Instrumentation Signaux
Jury : Président / Présidente : Christophe Blondel
Examinateurs / Examinatrices : Catherine Nary Man, Christophe Blondel, Viviana Fafone, Carlo Rizzo, Jean-Yves Vinet, Frédéric Du Burck, Alain Simonin, Walid Chaibi
Rapporteurs / Rapporteuses : Viviana Fafone, Carlo Rizzo

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cette étude fait partie d'un projet plus large appelé SIPHORE (SIngle gap PHOtoneutralizer energy REcovery injector), visant à améliorer l'efficacité globale de l'un des mécanismes par lesquels le plasma est chauffe, dans un réacteur de fusion nucléaire, à savoir le système d'injection de neutres (IDN). Une composante importante d'un système IDN est le neutraliseur de faisceaux d'ions de haute énergie. SIPHORE propose de substituer le neutraliseur à cellule à gaz, utilisé dans les systèmes IDN actuels, par un photo-neutraliseur exploitant le processus de photo-détachement dans des cavités Fabry Perot. Ce mécanisme devrait permettre une efficacité globale η> 60% du système IDN, nettement plus élevée que celle actuellement possible (η <25% pour ITER). Le travail de thèse porte sur l'étude de faisabilité d'une cavité optique avec des propriétés adaptées aux systèmes IDN. Dans ce contexte, le problème de la détermination d'une conception de la cavité optique appropriée a été tout d'abord pris en considération et l'analyse théorique ainsi qu'expérimentale d'un résonateur optique ont été effectuées. Les problèmes lies aux niveaux élevés de puissance optique intracavité (~3 MW) nécessaire pour un taux de photo-neutralisation adéquat ont ensuite été prises en compte. A cet égard, nous avons traite a la fois le problème des effets thermiques sur les miroirs de la cavité en raison de leur absorption de la puissance optique intra-cavite (~1 W) et celui associe à la nécessité d'un faisceau laser d'entrée de puissance élevée (~1 kW) pour alimenter le résonateur optique.