Méthodes de caractérisation pour les cibles de fusion par confinement inertiel du Laser Mégajoule // Characterization methods for LMJ’s layered cryogenic targets

Une des voies pour la fusion par confinement inertiel avec le Laser MégaJoule nécessite la mise en forme d’une couche sphérique de deutérium-tritium solide à température cryogénique. Une problématique est la caractérisation l’épaisseur de solide qui constitue une donnée primordiale pour l’expérience. Cette caractérisation sera réalisée de deux manières différentes : par ombroscopie optique et par rayons X par contraste de phase. Un procédé cryogénique (cryostat) fonctionnant à environ 20 kelvins, mis au point au CEA, permet d'ores et déjà de développer les futures cibles cryogéniques du LMJ et les moyens de caractérisation associés.
Les objectifs de la thèse sont la compréhension et la modélisation théorique et numérique des phénomènes physiques, la mise au point d'un banc de caractérisation adapté autour du cryostat et le traitement des signaux et des images pour la description tri-dimensionnelle de la couche de DT.
L’étudiant devra dans un premier temps s’approprier le fonctionnement du cryostat, de son système de commande et de son système de caractérisation sommaire actuel. Après une phase d'étude bibliographique, il devra étudier théoriquement et numériquement les phénomènes physiques en oeuvre afin de concevoir le système d'acquisition et un traitement d’image permettant la caractérisation tri-dimensionnelle d’une couche de DT solide à partir de clichés obtenus lors des expériences en deutérium sur le cryostat d’étude. Enfin, il pourra être demandé de coupler la commande et la caractérisation dans l’optique de l’optimisation du procédé. Pour chacune de ces problématiques, l'étudiant pourra s’appuyer sur des données bibliographiques, des résultats d'études passées ainsi que sur le savoir-faire des équipes du laboratoire d’accueil.
Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes.
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Inertial Fusion on the Laser Megajoule facilty requires to form a spherical DT layer at cryogenic temperature. A major topic of interest for fusion experiments is the characterization of the layer quality and thickness. The characterization will be done using two technics : optical shadowgraphy and X-ray phase contrast analysis. A cryostat developed by CEA is already available to work on future target designs and layer characterization.
The objectives of the PhD are to understand and model (theorically and numerically) the physics of the layer observation and to develop the characterization test bench in the cryostat’s environment and the image analysis for the 3D description of the layer.
The student will have to learn to use the cryostat, its command system and its simple actual characterization system. After a bibliography research, he will have to study the physics governing the characterization (multiple reflections, refractions, phase contrast, …) and develop the acquisition and image analysis system allowing the 3D description of the layer using images obtained during experiments with the cryostat. Lastly, the coupling between the command of the cryostat and the characterization will be developed. For all these developments, the student will have access to extensive bibliographical data and the expertise of the host team

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Pôle fr : Direction des Applications Militaires
Pôle en : Military Applications
Département : DTRI
Service : DTRI
Laboratoire : DTRI
Date de début souhaitée : 01-06-2024
Ecole doctorale : Mer et Sciences (ED548)
Directeur de thèse : BUSVELLE Eric
Organisme : Université de Toulon
Laboratoire : LSIS

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction des Applications Militaires
Pôle en : Military Applications
Département : DTRI
Service : DTRI

M2 Traitement du signal et des images