Study of the physics of shock ignition
Étude de la physique de l'allumage par choc
Résumé
A decade of experiments at the National Ignition Facility has proven that inertial confinement fusion is a credible approach to energy production, with experiments having exceeded the ignition regime. However, the indirect-drive approach is not suited for high gain implosions and reliable energy production. The direct-drive ignition approach is favoured for energy production as it features simpler target designs and couples more energy to them. There are currently no ignition-scale laser facilities configured for the standard direct-drive approach. Integrated direct-drive experiments have mostly been focused on understanding the physics at reduced scales, with the ultimate goal of demonstration of necessity and feasibility of construction of an international direct-drive laser facility.This thesis manuscript presents a study on the validation of state-of-the-art 3D radiative hydrodynamics codes and the understanding of low modes and laser coupling which play crucial roles in the study of inertial fusion energy. Careful examination of CBET models is of paramount importance in this context, ensuring the accuracy of simulations and contributing to the design of future direct-drive facilities. In addition, the investigation of laser homogeneity on target is imperative to understand its overall impact on the system.
Une décennie d'expériences au "National Ignition Facility" a démontré que la fusion par confinement inertiel constitue une approche crédible pour la production d'énergie, avec des résultats allant au-delà du régime d'allumage. Cependant, l'approche par attaque indirecte se révèle inadéquate pour les implosions à gain élevé et une production d'énergie fiable. L'option d'allumage par attaque directe est privilégiée en raison de ses conceptions de cible plus simples et de son meilleur couplage énergétique. Actuellement, aucune installation laser à l'échelle d'allumage n'est configurée selon l'approche directe standard, posant ainsi un défi à relever. Les expériences intégrées d'allumage par attaque directe se sont principalement concentrées sur la compréhension de la physique à des échelles réduites, dans le but ultime de démontrer la nécessité et la faisabilité de construire une installation laser internationale dédiée à l'attaque directe.Ce manuscrit de thèse présente une étude approfondie sur la validation de codes d'hydrodynamique radiative 3D à l'état de l'art, ainsi que sur la compréhension des bas modes d'éclairement laser et du couplage laser-cible, jouant un rôle crucial dans la fusion par confinement inertiel. L'examen attentif des modèles de CBET revêt une importance capitale dans ce contexte, assurant la précision des simulations et contribuant à la conception des futures installations à attaque directe. De plus, l'investigation de l'homogénéité du laser sur la cible est impérative pour appréhender son impact global sur le système.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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