Mesure du transport d’énergie dans un plasma dense à l’aide d’une sonde laser EUV

La mesure précise de la conduction thermique électronique, ainsi que de la contribution des électrons suprathermiques au chauffage de cibles denses lors de l’interaction laser plasma constituent  des points essentiels pour les expériences de fusion inertielle (sur le laser NIF aux états-unis, sur le LMJ en France, et à plus long termes dans le cadre du projet européen Hiper ).

Une équipe de l’université de York (R-U) dirigée par le professeur G. Tallents vient de publier les résultats d’une expérience validant une méthode originale pour accéder à ces deux paramètres ( Wilson, PRE (2012)). Elle repose sur l’utilisation d’une cible échantillon composée de deux couches de plastique enserrant une très fine couche (50 nm) de Fer. Cet élément présente la particularité de changer significativement d’opacité EUV selon son état d’ionisation. Une impulsion laser femtoseconde intense est utilisée pour chauffer très rapidement la surface de la cible. La propagation de la chaleur vers l’intérieur de la cible est alors suivie en mesurant l’absorption d’un laser EUV sonde (GRIP, 13.9 nm) qui traverse l’échantillon à différents instants. L’arrivée du front de chauffage au niveau de la couche de fer se traduit par un fort changement de la transmission EUV. Cet effet est clairement observé sur les données enregistrées. un début de changement d’opacité à des délais plus courts est également observé. Il est interprété comme étant la signature d’ électrons rapides traversant la cible et la préchauffant bien avant l’onde thermique principal.

Cette expérience (et bien d’autres du même type) permettra de valider les codes hydrodynamiques utilisés pour la fusion nucléaire par laser et pourrait être adaptée pour étudier les propriétés de la  “Warm Dense Matter”. Elle illustre aussi les capacités pompe-sonde de l’installation LASERIX.