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ÉTUDE DE CAS

Outils de Diagnostic X du Laser Mégajoule
(Imageurs et Spectromètre).

PROBLÉMATIQUE

Le Laser Mégajoule a pour objectif de reproduire en laboratoire des conditions physiques analogues à celles rencontrées lors du fonctionnement nucléaire des armes, ou existant dans les noyaux des planètes et les étoiles.

La matière est portée, en quelques milliardièmes de secondes, à des températures de plusieurs dizaines de millions de degrés, des pressions de dizaines de millions de fois la pression atmosphérique, des densités de plusieurs centaines de fois celle du solide.

Pour les différentes expériences envisagées, de nombreux paramètres doivent être ainsi mesurés pour être comparés à ceux que prédisent les calculs.

Ces mesures sont assurées par des outils de diagnostics complexes appelés diagnostics plasma.

bras télescopique de l’outil Diagnostique

SOLUTION

SOMINEX apporte son expertise de l’ultravide pour la fabrications de pièces mécaniques complexes pour les grands instruments scientifiques et sa capacité à s’intégrer dans les plannings de développement, produits clients, en s’appuyant sur sa forte capacité d’usinage ainsi que de sous-traitance.

mécanique de précision travaillant sous vide

ÉTUDES

Lors de la phase amont SOMINEX a participé, en tant que sous-traitant THALES, à l’étude d’industrialisation, permettant la prise en compte et l’intégration dès le début du projet des contraintes ultravides et environnementales spécifiques (perturbations électromagnétiques, ondes de choc, éclats, rayonnements X et neutronique intenses), jusqu’à finalisation des modèles 3D.

étude 3D sous SolidWorks®

FABRICATION

Dans le cadre de ce projet SOMINEX a participé ensuite à la fabrication de trois équipements de diagnostics X qui sont constitués de dispositifs imageurs (sténopés, microscopes X) pour mesurer l’hydrodynamique du plasma en fonction de l’espace et du temps, et d’un dispositif spectrométrique à large bande pour caractériser l’émission du plasma et en déduire sa température. (Voir détail publication CEA)

En phase de production, en partenariat avec THALES, SOMINEX a fabriqué et assemblé en salle grise les équipements de diagnostic et a fourni les moyens de tests nécessaires pour la totalité des diagnostics dans le respect des engagements de qualité, de coût et de délai imposés par le projet.

montage en salle propre

TEST ET MISE EN ROUTE

En phase de qualification, les équipements de diagnostic ont été montés par THALES sur l’installation de recette fonctionnelle EQUINOX au CEA DAM de Bruyère le Châtel afin de d’effectuer la recette de ces équipements très complexes.

Le premier imageur a été opérationnel lors de la première campagne expérimentale du LMJ réalisée en octobre 2014.

test électrique et mécanique

PUBLICATION

CEA
UVX 2010 – 10e Colloque sur les Sources Cohérentes et Incohérentes UV, VUV et X ; Applications et Développements Récents, pages 145 – 151, publié le 21 Mars 2011.

Premiers diagnostics X pour le LMJ
R. Rosch, C. Reverdin, B. Villette, J.Y. Boutin, J.L. Bourgade, J.P. Jadaud, R. Marmoret, T. Beck, G. Soullié, P. Troussel, C. Trosseille, C. Zuber, H. Maury et A. Richard.
DAM, DIF, 91297 Arpajon, France.

Résumé
Nous décrivons les premiers diagnostics X développés actuellement pour le LMJ.

Ceux-ci sont principalement dédiés à la qualification de l’installation (mesure de tache focale, contrôle du pointage et de l’équilibrage des faisceaux), mais également au diagnostic de la cavité, du transfert radiatif (mesure de rendement de conversion X), au diagnostic de l’hydrodynamique (expériences de radiographie d’instabilités hydrodynamiques) et à l’imagerie de microballons DT.

Ce premier lot de diagnostics comprend deux systèmes de multi imagerie X bidimensionnelle associés à un tube obturateur et un système d’imagerie monodimensionnelle avec une caméra à balayage de fente.

Ces trois systèmes d’imagerie X appelés « imageurs X » mesurent le rayonnement dans le domaine [500 eV–15 keV]. Un diagnostic de spectrométrie X large bande fonctionnant dans le domaine [30 eV–20 keV] est également développé.

Le design des diagnostics prend en compte les problématiques de vulnérabilité aux produits de tirs, de durcissement aux X-durs, gammas et neutrons, de contamination au tritium.

Les contraintes liées à l’exploitation sont également considérées puisque l’intervention humaine au sein des diagnostics doit être limitée au cours d’une campagne d’expériences.

Les concepts retenus pour ces diagnostics sont présentés, de même que la caractérisation d’une première maquette de microscope de multi imagerie X.

Pour plus d’informations, visitez :
http://www-lmj.cea.fr
http://www-lmj.cea.fr/fr/experiences/mesures_et_diagnostics.htm

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