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1 sujet INAC

Dernière mise à jour : 24-05-2018


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• Mécanique, énergétique, génie des procédés, génie civil

 

Production de neutrons à haute brillance et courte durée par interaction laser-matière à très haute puissance sur une cible cryogénique

SL-DRF-18-0828

Domaine de recherche : Mécanique, énergétique, génie des procédés, génie civil
Laboratoire d'accueil :

Service des Basses Températures (SBT)

Laboratoire Cryogénie Fusion (LCF)

Grenoble

Contact :

Denis CHATAIN

Nicolas LUCHIER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2018

Contact :

Denis CHATAIN

CEA - DRF/INAC/SBT/LCF

04 38 78 50 28

Directeur de thèse :

Nicolas LUCHIER

CEA - DRF/INAC/SBT/L3C

0438783068

Les neutrons représentent un outil de sondage de la matière irremplaçable de par leur capacité à pénétrer des matériaux lourds et la possibilité d’exploiter des résonances de diffusion spécifiques. Les sources de neutrons utilisées aujourd’hui sont soit très compactes, mais avec des relativement bas flux, soit capables de générer des flux élevés, mais elles sont alors de grandes tailles (sur la base d’accélérateurs de particules) et leurs durées d’impulsion sont assez longues (µs), ce qui limite la résolution temporelle du sondage visé. De nouvelles perspectives sont offertes dans ce domaine par les lasers de haute puissance. En effet, il a été démontré que l’on pouvait, par l’interaction entre un laser et une cible convenablement adaptée, générer des flux intenses de neutrons avec des durées inférieures à la nanoseconde. Un point dur à valider est au niveau du taux de répétition de ces sources neutroniques, qui ont tout intérêt à s’adapter aux taux de répétition élevés (de l’ordre du Hz) des nouveaux lasers intenses.

La thèse propose de mettre ensemble le couple laser/cible optimal disponible à ce jour dans la perspective de réaliser une source de neutrons. En effet, deux laboratoires leaders mondiaux dans leur domaine : le LULI, coordinateur de l’installation APOLLON, spécialiste des grandes installations lasers et de l’interaction laser/plasma, et le SBT (Service des Basses Températures du CEA/Grenoble), inventeur de la cible « ELISE », cryostat délivrant des rubans d’hydrogène pour l’interaction laser/plasma se mettent ensemble pour développer et tester une source de neutrons basée sur l’interaction du faisceau du laser APOLLON avec une cible hydrogène (ou deutérium).

Le sujet consiste à caractériser et optimiser le ruban d’hydrogène, à mettre au point la mesure par imagerie neutronique, et à caractériser l’interaction laser/plasma pour établir au mieux les lois de génération de neutrons par laser. La thèse se déroulera d’abord au CEA Grenoble, puis au LULI, avec un co-encadrement des deux laboratoires. Les expériences ainsi réalisées devraient permettre de déterminer les caractéristiques que devrait avoir une source neutronique adaptée au contrôle non destructif.

 

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