Etudes expérimentales de l’instabilité de Rayleigh-Taylor dans des plasmas denses et chauds
Par Alexis Casner, CEA, DAM, DIF , Arpajon – CEA CESTA, Le Barp, France
Mardi 08 Mars, 14h, Salle des séminaires, 3ème étage, Batiment A4
Abstract :
La mise en service des lasers de puissance de nouvelle génération comme le NIF (National Ignition Facility) ou le LMJ ouvre de nouvelles perspectives pour des expériences d’hydrodynamique non-linéaire dans des plasmas denses et chauds [1]. On détaillera en particulier dans cet exposé la physique de l’Instabilité de Rayleigh-Taylor (IRT) se développant au front d’ablation. Le contrôle de l’IRT ablative est actuellement l’une des principales difficultés rencontrées dans les expériences de Fusion par Confinement Inertiel (FCI), tant en attaque indirecte [2] que directe [3].
Figure 1: Radiographie de la croissance par IRT de défauts monomodes et multimodes gravés initialement sur une plaque accélérée par le flux X d’une cavité alimentée par 266 kJ d’énergie laser.
Dans le cadre d’expériences académiques Discovery Science sur le NIF, nous avons pu étudier le stade fortement non-linéaire de l’IRT ablative en attaque indirecte [4]. En tirant parti des durées et distances d’accélération plus grandes permises par le surplus d’énergie laser, nous avons pu accéder pour la première fois en attaque indirecte à un régime de compétition / mélange de bulles au front d’ablation [5] en partant d’un motif 2D multimode de perturbations initiales (cf figure 1). La sensibilité aux conditions initiales et au mécanisme de stabilisation de l’IRT a été quantifiée au cours d’une campagne de 10 expériences s’étalant de mars 2013 à août 2015.
La stabilisation ablative de l’IRT étant dépendante du schéma d’irradiation, les résultats préliminaires d’une plateforme d’attaque directe utilisant 96 faisceaux du NIF et 0.5 MJ d’énergie laser seront aussi évoqués. Les défauts d’empreinte induits par les speckles laser sont une problématique propre à la FCI en attaque directe [3] et des schémas innovants de réduction de l’empreinte par lissage plasma ont récemment été démontrés [6,7].
Reférences :
[1] A. Casner et al., High Energy Density Physics, vol. 17, Part A, p.146 (2015).
[2] O. A. Hurricane et al., Nature 506, 343 (2014).
[3] V.N.Goncharov et al., Phys. Plasmas 21, 056315 (2014).
[4] A. Casner et al., Phys. Plasmas 22, 056302 (2015).
[5] D.A.Martinez et al., Physical Review Letters 114, 215004 (2015).
[6] M. Olazabal et al., New Journal of Physics, 15, 085033 (2013).
[7] B. Delorme et al., submitted to Phys. Plasmas