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4.    Travaux en cours

4.1    Développement et amélioration du modèle physique du code SCO fondé sur l’approximation des supra-configurations.

Le code SCO (écrit en collaboration avec F. Perrot du CEA/DAM) est un code de physique atomique fondé sur la méthode des supraconfigurations. Avec le code STA (développé au LLNL, où il est utilisé ainsi qu’en Israël), le code SCO est une référence dans le domaine de la spectroscopie d’absorption des éléments de numéro atomique intermédiaire. Il se distingue du code STA par une prise en compte plus cohérente de la thermodynamique statistique.

4.1.1

Nous avons développé une nouvelle théorie et un programme numérique qui prennent en compte de manière cohérente l’égalité de la pression électronique totale de tous les ions du plasma.
Il s’agit en réalité d’une nouvelle approche de la thermodynamique des ions écrantés dans le plasma. Nous considérons les ions comme étant écrantés par les électrons libres du plasma et imposons que la pression du plasma (inconnue), calculée pour chaque ion, soit la même. Cette pression ainsi que les volumes des sphères ioniques sont déterminés par la minimisation de l’expression de l’énergie libre du plasma. Lors de ce calcul, la structure atomique des ions est calculée de manière auto-cohérente en traitant les électrons liés via la mécanique quantique et les électrons libres via l’approximation de Thomas-Fermi.
Cette approche constitue un point de départ pour une nouvelle équation d’état des plasmas denses et un traitement unifié des propriétés thermodynamiques et radiatives. Plusieurs améliorations et extensions sont envisagées.

4.1.2

A l’aide de ce programme, nous avons calculé les paramètres de l’équilibre thermodynamique ainsi que les spectres d’opacité correspondant aux cibles multicouches Aluminium-Nickel. Ces cibles ont été chauffées par rayonnement X dans une expérience de transmission effectuée au LULI (Ecole Polytechnique). La comparaison entre les spectres mesurés et calculés a permis de constater un bon accord des structures d’absorption dans ces deux éléments, ainsi que d’estimer la température des cibles.

4.1.3

Une approche détaillée des spectres des plasmas denses a été initiée dans notre groupe. En collaboration avec F. Gilleron et M. Poirier ainsi qu’avec le groupe de M. Schmidt (qui développe une source de rayonnement X pour la lithographie), nous avons calculé les spectres détaillés d’émission du xénon dans une gamme spectrale d’environ 135Å.  Nous avons utilisé les données thermodynamiques provenant du programme SCO pour les choix des configurations pertinentes. L’inclusion de l’interaction a été nécessaire afin de modéliser de manière réaliste les spectres de type ’n=0. Des comparaisons avec les spectres expérimentaux obtenus par l’équipe de Martin Schmidt ont été effectuées. Cela nous a permis de comprendre l’origine des structures spectrales d’émission obtenues par l’équipe de  M. Schmidt. Cette recherche sera poursuivie, aussi bien pour le xénon que pour d’autres matériaux.

4.2

Nous avons enregistré un progrès dans notre étude de la réponse linéaire dynamique dans les plasmas. Certains nouveaux résultats, notamment une nouvelle règle de somme, ont été obtenus. Une partie des ces résultats, obtenue en collaboration avec J.-Ch. Pain, est présentée dans sa thèse. Cette étude sera continuée car elle nous semble être très importante.

4.3 

Ensemble avec l’équipe du DCSA/DAM, nous avons collaboré avec l’équipe américaine du Sandia Natl. Lab. dans le cadre d’une série d’expériences (mesures d’opacité) sur le Z-pinch (calcul des spectres de transmission du mélange NaBr et comparaison avec les spectres expérimentaux obtenus, estimation de la température de la cible, préparation d’autres expériences). Nos calculs ont montré un très bon accord théorie-expérience.