Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses

L’allumage rapide est un thème de recherche très actif depuis plusieurs années avec l’apparition de nouveaux schémas alternatifs pour la fusion inertielle FCI permettant d’accéder à des gains importants. Si ces schémas reposent sur le principe de la dissociation des phases de compression et d’allumage, deux voies sont néanmoins envisagées :

(i) « l’allumeur rapide », à proprement parler, qui nécessite l’utilisation de lasers de type PW pour générer des particules rapides (électrons ou protons) susceptibles de déclencher les réactions nucléaires ;
(ii) « l’ allumage par choc », où le combustible comprimé est allumé par un choc violent sphérique initié par un « spike » intense à la fin de l’impulsion longue.

Historiquement, c’est le schéma d’allumeur rapide qui a débuté avec l’apparition de lasers de puissance de type PW. Ce thème recouvre en fait plusieurs sujets comme la propagation d’un laser ultra-intense dans un plasma (sous-dense ou sur-dense), le transport électronique dans un milieu dense et chaud, les mécanismes de génération des électrons suprathermiques et le dépôt de leur énergie. Avec la construction de lasers de type PW couplés avec les lasers énergétiques à impulsion longue (OMEGA-EP à Rochester, FIREX au Japon, et PETAL en France, ainsi que le projet européen HiPER), la prochaine grande étape sera de réaliser des expériences intégrées, i.e. l’interaction d’un faisceau intense avec une cible comprimée. Pour cela, des expériences préparatoires (mise au point de diagnostics, élaboration de cibles, test de concepts…) sur des installations de tailles plus modestes sont absolument indispensables. Bien évidemment, ce travail expérimental est supporté par des travaux théoriques et numériques nécessaires à l’évaluation des différents paramètres mis en jeu, au dimensionnement des expériences et à l’analyse des données.

Par ailleurs, quels que soient les schémas évoqués, tous les processus physiques liés à la compression classique d’une cible interviennent également et il est nécessaire de les maîtriser pour optimiser le couplage entre la cible pré-comprimée et le faisceau laser intense, de type PW ou spike.

Le but de PHARE, consortium de la Fédération de Recherche "Lasers & Plasmas", est de :
► rassembler et coordonner les travaux des différents groupes impliqués dans les thèmes abordés par les deux schémas,
► former des étudiants et
► à terme, concevoir et réaliser des expériences intégrées d’allumage rapide d’une cible sur le LMJ accompagné du laser PETAL.

Lire le document "Bilan et prospectives du consortium PHARE [PDF - 157 Ko]"