Contexte :

La radiographie éclair employée notamment dans le cadre du programme Simulation du CEA/DAM, utilise des accélérateurs d’électrons relativistes (~20 MeV) pulsés (< 100ns) et à fort courant (~2 kA) comme EPURE, installée sur site de Valduc. Le rayonnement X est produit par l’interaction du faisceau d’électrons avec une cible de conversion métallique. Le faisceau d’électrons est focalisé sur la cible par un champ magnétique statique produit par un solénoïde, et la taille de la tache focale électronique obtenue est de l’ordre du millimètre. D’une part, diminuer cette taille permettrait d’améliorer la résolution des radiographies ; cependant, un phénomène d’émission d’ions par la cible fortement chauffée par le faisceau d’électrons perturbe la focalisation de celui-ci, et in fine augmente la taille de la source d’émission des rayons X. D’autre part, le CEA mène des études prospectives sur la possibilité de générer des impulsions de rayons X successives à partir d’un accélérateur qui enverrait plusieurs paquets d’électrons sur la cible de conversion. Dans ce cas, les paquets d’électrons successifs devraient traverser une plume de plasma qui perturberait aussi leur focalisation.

Du point de vue expérimental, le CESTA dispose du moyen FEVAIR délivrant un faisceau représentatif. Un certain nombre d’outils ont été développés ou sont en cours de réalisation pour pouvoir caractériser la focalisation du faisceau, ainsi que sa propagation dans un plasma maîtrisé.

Objectif de la thèse :

L’objectif de la thèse est d’étudier expérimentalement la focalisation d’un faisceau intense d’électrons relativistes dans le contexte décrit ci-dessus, ainsi que de tester des solutions innovantes pour l’améliorer.

Déroulement de la thèse :

Le candidat participera à la conception, la réalisation et l’interprétation d’expériences dédiées à la compréhension et la maîtrise des processus décrits ci-dessus. Les expériences seront menées en particulier sur le moyen FEVAIR du CESTA, et éventuellement sur l’installation EPURE. Le candidat se familiarisera avec les techniques et les moyens expérimentaux du laboratoire, ainsi que la physique concernée. Les diagnostics mis en œuvre couvriront les domaines de l’électrotechnique, de l’optique, et du rayonnement X. Le candidat réalisera et mettra en œuvre des solutions innovantes qui sont pour l’instant des concepts, et pourra en proposer de nouvelles.

Une attirance certaine pour la physique expérimentale est nécessaire, des connaissances en électromagnétisme, physique relativiste et des plasmas sont souhaitables.

Directeur de thèse et école doctorale :

Patrick ROUSSEAU – Ecole doctorale : ED 591 PSIME – Laboratoire CIMAP (UMR 6252)

Contact:

Sylvain MORVAN, Paula AGUILERA – CEA/CESTA – BP 2 – 33114 Le Barp – 05 57 04 40 00