PETAL+ : un outil pour étudier l’interaction laser/plasma

C’est en 2015 que doit entrer en service le laser PETAL+, qui a décroché un financement Equipex dans le cadre du grand emprunt. Comme l’a souhaité le CEA/DAM, 20 à 30 % du temps de faisceau du Laser MégaJoule (LMJ), installé en région Aquitaine, sera mis à disposition de la communauté académique, pour ses travaux d’étude de l’interaction laser/plasma : fusion par confinement inertiel pour l'énergie, astrophysique de laboratoire, études de la matière en conditions extrêmes. Cette exploitation à des fins de recherche nécessite l'accompagnement d'un laser de classe PétaWatt, à impulsions courtes (picosecondes) : c'est le programme PETAL (PETawatt Aquitaine Laser), qui a pour but de diagnostiquer l'état du plasma, sur une échelle de temps courte devant les temps d'évolution du plasma (moins d'une nanoseconde), et induire des faisceaux de particules rapides, afin d'étudier l'allumage des réactions de fusion (schéma dit d'allumage rapide). La physique de l'interaction laser/plasma requiert par ailleurs des instruments de détection particuliers : ce besoin est couvert par le projet PETAL+, porté par l'Université de Bordeaux (consortium Université de Bordeaux/CEA/CNRS/Région Aquitaine/Association Lasers et Plasmas), visant à mettre en place trois outils de diagnostic des plasmas :

• Spectromètre X fonctionnant dans la gamme 10 keV −100 keV ;
• Spectromètre ionique et protonique pour une détection dans la gamme 100 keV – 200 MeV ;
• Spectromètre électronique fonctionnant dans la gamme 100 keV − 100 MeV.

Les opportunités industrielles concernent essentiellement des détecteurs de rayonnements, et de diagnostics optiques (caméras CCD, photomultiplicateurs...).