Ion stopping in dense plasma target for high energy density physics

The basic physics of nonrelativistic and electromagnetic ion stopping in hot and ionized plasma targets is thoroughly updated. Corresponding projectile-target interactions involve enhanced projectile ionization and coupling with target free electrons leading to significantly larger energy losses in hot targets when contrasted to their cold homologues. Standard stoppping formalism is framed around the most economical extrapolation of high velocity stopping in cold matter. Further elaborations pay attention to target electron coupling and nonlinearities due to enhanced projectile charge state, as well. Scaling rules are then used to optimize the enhanced stopping of MeV/amu ions in plasmas with electron linear densities nel ~ 10 18 -10 20 cm -2 . The synchronous firing of dense and strongly ionized plasmas with the time structure of bunched and energetic multicharged ion beam then allow to probe, for the first time, the long searched enhanced plasma stopping and projectile charge at target exit. Laser ablated plasmas (SPQR1) and dense linear plasma columns (SPQR2) show up as targets of choice in providing accurate and on line measurements of plasma parameters. Corresponding stopping results are of a central significance in asserting the validity of intense ion beam scenarios for driving thermonuclear pellets. Other applications of note feature thorium induced fission, novel ion sources and specific material processing through low energy ion beams. Last but not least, the given ion beam-plasma target interaction physics is likely to pave a way to the production and diagnostics of warm dense matter (WDM)

Caractérisation d'une source de rayonnement extrême-ultraviolet (EUV) par décharge capillaire (mise en évidence du seuil d'ablation des parois)

Ce travail concerne l'étude et la caractérisation d'une source de rayonnement Extrême Ultraviolet (EUV) pouvant répondre à diverses applications scientifiques et industrielles en particulier celles liées à la nouvelle génération de la lithographie EUV. Cette source pulsée nommée CAPELLA consiste en une décharge dans un capillaire en alumine où circule un gaz. Ce type de décharge produit un plasma chaud, dense et fortement ionisé émettant dans l'EUV. Les échanges thermiques entre le plasma et la paroi peuvent être suffisamment importants pour que la paroi se trouve ablatée. L'utilisation d'un modèle thermique qui détermine l'évolution temporelle de la température de la paroi permet de calculer le seuil d'ablation. Des mesures spectroscopiques du plasma dans plusieurs plages spectrales ont confirmé la présence de ce seuil pour une densité d'énergie injectée de 350 J.cm-3. Les résultats des mesures spectroscopiques ont été comparés aux résultats issus du modèle.ORLEANS-BU Sciences (452342104) / SudocSudocFranceF

Etude optique et spectroscopique du plasma d'arc dans un disjoncteur basse-tension

Une étude expérimentale de l'arc électrique dans un disjoncteur basse-tension, adapté à partir d'un modèle industriel, a été réalisée par des méthodes de diagnostics optiques. L'imagerie rapide a permis de visualiser la dynamique de l'arc pendant toute la phase de coupure et localiser les différentes espèces en utilisant des filtres interférentiels. La spectroscopie d'émission a révélé la présence d'atomes métalliques (argent, cuivre, fer) due aux interactions du plasma avec les matériaux du disjoncteur. Ceci a permis de déterminer trois régions particulièrement intéressantes, dominées chacune par un élément métallique : l'argent près des électrodes au moment de la création de l'arc, le fer dans les chambres de coupure et le cuivre dans une zone intermédiaire. Les concentrations de ces espèces métalliques ainsi que la température du plasma ont pu être estimées à l'aide d'une méthode de spectroscopie d'absorption large-bande.ORLEANS-BU Sciences (452342104) / SudocSudocFranceF

Diagnostic d'un plasma d'argon fortement ionisé créé par décharge capillaire pour la production de rayonnement extrême-ultraviolet cohérent

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Etude de la transition d'un régime diffus à un régime anodique du plasma du disjoncteur sous vide (spectroscopie, imagerie et autres diagnostics)

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Etude expérimentale et numérique d une décharge électrique appliquée à l allumage d un milieu réactif

La tendance naturelle ou imposée par le législateur à réduire la consommation de carburant et l émission de polluants, pousse les constructeurs de moteur à combustion à modifier les régimes de fonctionnement de ces moteurs. Pour le secteur automobile, il s agit notamment d utiliser des mélanges pauvres en carburant, ou dilués, ou encore d utiliser la combustion à plus haute pression. Ces conditions rendent le déclenchement de combustion plus difficile, et relancent l intérêt pour les études concernant l allumage et les dispositifs associés généralement basés sur des décharges électriques. Cette thèse présente l étude d une décharge électrique de type étincelle et de son action sur le déclenchement de la combustion dans une mélange réactif air/méthane. Ce travail a été mené expérimentalement et complété par une simulation numérique. L imagerie nous a permis d obtenir des renseignements sur les dimensions de la décharge électrique et sur les temps caractéristiques des phénomènes. La spectroscopie d émission nous a permis de déterminer la température et la densité électronique du plasma de décharge, et de vérifier ainsi que le plasma était à l équilibre thermodynamique local durant les premières microsecondes. Une partie des ces résultats expérimentaux ont fourni des conditions initiales réalistes pour la simulation numérique de la décharge électrique et de l allumage. Une autre partie des résultats a permis la validation des résultats du code. Cette simulation a notamment mis en évidence le rôle de la décharge dans la création de mouvements convectifs au voisinage des électrodes.ORLEANS-BU Sciences (452342104) / SudocSudocFranceF

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Abstract A pulsed capillary discharge has been the subject of various experimental and theoretical studies. A jet of copperhydrogen plasma with a cylindrical symmetry has been developed as a light source for spectroscopic measurements. The electron density of the plasma was obtained by using the H β spectral line of the hydrogen component plasma. The electron temperature was determined by means of the Boltzmann method applied to the copper profiles emitted by the plasma jet. The copper and hydrogen lines were broadened principally by the Stark effect. The electron density of the plasma was found to be about 2×10 17 cm -3 and the electron temperature about 20000K

Ultrafast carbon nanotubes optical properties for high-bit-rate telecommunications applications

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