Theoretical study of nonlocal electron transport in plasmas relevant to inertial confinement fusion
Étude théorique du transport électronique non local dans les plasmas de fusion par confinement inertiel
Résumé
Inertial fusion by lasers has entered a new era since ignition has been achieved. The development of a commercial reactor requires to transform one successful shot per year into several ones in a second. This means significantly improving the robustness of the implosion control. To do so the dialogue between experimental progresses and theoretical understanding must be strengthened through the creation of accurate simulation tools. This thesis addresses the problem of modeling electron heat transfer within the conduction region of the ablative flow. Given the variety of phenomena causing the distortion of the electron distribution function, it appeared that to close the macroscopic equations the approach of exactly solving reduced kinetic equations with an efficient numerical method is promising since its flexibility constitutes the most fertile ground for progressive extensions. In this manuscript, we deepen the understanding, improve and efficiently implement a reduced kinetic model whose purpose is restricted to treating the problem of quasi-static nonlocal transport within an isolated, one-dimensional and unmagnetized plasma.
La fusion inertielle par laser est entrée dans une nouvelle ère depuis que l'allumage a été réalisée. Le développement d'un réacteur commercial nécessite de transformer un tir réussi par an en plusieurs tirs en une seconde. Cela implique d'améliorer significativement la robustesse du contrôle de l'implosion. Pour ce faire, le dialogue entre les progrès expérimentaux et la compréhension théorique doit être renforcé par la création d'outils de simulation précis. Cette thèse aborde le problème de la modélisation du transfert électronique de chaleur dans la région de conduction de l'écoulement ablatif. Compte tenu de la variété des phénomènes à l'origine de la déformation de la fonction de distribution des électrons, il est apparu que pour fermer les équations macroscopiques, l'approche consistant à résoudre exactement des équations cinétiques réduites à l'aide d'une méthode numérique efficace est prometteuse car sa flexibilité constitue le terrain le plus fertile pour des extensions progressives. Dans ce manuscrit, nous approfondissons la compréhension, améliorons et implémentons efficacement un modèle cinétique réduit dont l'objectif est limité au traitement du problème du transport non local quasi-statique dans un plasma isolé, unidimensionnel et non magnétisé.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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