Thèse soutenue

Mécanisme d'absorption de puissance et transfert énergétique dans un atténuateur à gaz du rayonnement X

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Auteur / Autrice : Álvaro Martín Ortega
Direction : Manuel Sánchez del RíoYves Dabin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique de la matière condensée et du rayonnement
Date : Soutenance le 19/01/2017
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : European synchrotron radiation facility (Grenoble, Isère, France ; 1988-....)
Jury : Président / Présidente : Ana Lacoste
Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Belmonte, Jean-Pierre Boeuf

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le travail effectué dans le cadre de cette thèse porte sur l'étude d'un atténuateur de rayonnement X à gaz et du plasma produit à l'intérieur. Un atténuateur à gaz est composé d'une chambre remplie du gaz, généralement argon ou krypton à quelques centaines de millibars, qui absorbe la partie de basse énergie d'un spectre de rayonnement X de synchrotron, en réduisant la puissance reçu par les éléments optiques en aval sans affecter les propriétés de la partie de haute énergie du spectre. L'absorption des photons crée une région de gaz chaud et ionisé autour du parcours du faisceau X, en réduisant la densité du gaz localement. A détaillé bilan énergétique entre tous les processus impliqués c'est nécessaire pour être capable de prédire l'absorption et opérer et dessiner atténuateurs a gaz efficacement. Un modèle hybride que combine techniques de modélisation Monte Carlo et fluides à été développé pour déterminer le bilan énergétique et simuler l'absorption de rayonnement X. Le modèle a été valide expérimentalement pas études incluant absorption de puissance, spectroscopie optique d'émission et spectroscopie d'absorption par laser à diodes. Les résultats des simulation et expériences montre un plasma confiné autour du parcours du faisceau X, recombinant dans le volume de gaz et avec une température maximale de plusieurs centaines de Kelvin. Le modèle a été capable de prédire l'absorption de rayons X avec un erreur de entre 10 et 20%, qui permettre son utilisation comme première approximation pour le dessin et opération de atténuateurs a gaz et aussi comme point de partie pour modèles plus affinées.