CONTEXTE

Le Laser MégaJoule (LMJ) est une installation expérimentale exceptionnelle, construite sur le CESTA, centre CEA de Bordeaux, permettant de réaliser des expériences de fusion par confinement inertiel à l’aide de faisceaux laser focalisés sur une cible

millimétrique au centre d’une vaste chambre d’expérience. L’objectif est d’acquérir des données expérimentales permettant la validation de modèles numériques.

Un ensemble de systèmes de mesure ou Diagnostics permet de réaliser des images spécifiques de l’implosion dans le domaine des rayonnements X ou visible-proche UV avec des résolutions temporelles pouvant descendre jusqu’à quelques picosecondes. Pour un grand nombre, il s’agit d’images 1D avec un balayage temporel qui sont réalisées grâce à une caméra ultra-rapide dont le cœur est un tube électronique dit Tube à Balayage de Fente.

Le fonctionnement de ce tube repose sur une conversion des photons incidents (X ou visibles) en électrons par une photocathode, ces

électrons sont accélérés et focalisés vers un écran luminophore dont l’image est enregistrée par une caméra CCD. Le balayage temporel est obtenu par l’application d’une rampe haute tension à des plaques de déviation en amont de l’écran.

Les performances requises pour les nouveaux diagnostics en cours de développement ne sont pas atteignables avec les tubes actuellement en usage et nécessitent de concevoir une nouvelle génération de tubes avec des résolutions et une dynamique très améliorées.

L’un des principaux facteurs limitatifs de ces tubes est l’effet de charge d’espace; si la densité de courant électronique devient trop importante, la répulsion mutuelle des électrons va défocaliser le faisceau, réduire ses résolutions spatiale et temporelle ainsi que limiter la dynamique de mesure.

Actuellement ce phénomène est mal connu, plusieurs modèles font l’objet de discussions, il n’y a pas de consensus scientifiques sur son ampleur ou sa localisation précise dans le tube.

OBJECTIF de la thèse

Le principal but de la thèse sera d’augmenter la dynamique de mesure des tubes à balayage de fente en améliorant la compréhension de l’impact de chaque étage du tube sur la défocalisation électronique par effet de charge d’espace. Le(a) doctorant(e) devra mener en parallèle une approche expérimentale en mettant en évidence ces effets de défocalisation sur soit des tubes complets soit des systèmes plus simples (type diode) et une approche par simulation numérique à l’aide du code de calcul CST Particle Studio®(simulation en dynamique des trajets de faisceaux d’électrons à travers des optiques électroniques) qui lui permettra de modéliser les objets qu’il(elle) caractérisera expérimentalement.

Le(a) candidat(e) pourra étudier de nouvelles structures de lentilles électroniques telle qu’une focalisation magnétique.

L’objectif in fine est de proposer des évolutions sur la géométrie des tubes à balayage de fente, de les simuler, de réaliser un prototype et de le caractériser.

La thèse se déroulera sur le site du CEA DAM Ile de France (DIF) à Bruyères-Le-Châtel.