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Blanc - SIMI 5 - Physique subatomique et théories associées, astrophysique, astronomie et planétologie (Blanc SIMI 5) 2012
Projet OPACITY

Calculs d’Opacité pour la Physique Stellaire et Validation expérimentale auprès des lasers de Haute Energie

Ce projet a pour but d’améliorer la connaissance de l’interaction photons - plasmas dans le domaine X et XUV pour des conditions thermodynamiques rencontrées dans des plasmas stellaires. Cette information est extrêmement utile pour les sciences de la fusion, la physique atomique et l’astrophysique car elle gouverne le transport d’énergie dans les plasmas chauds.
Ce projet répondra spécifiquement à certains problèmes révélés à la communauté internationale de physique stellaire par l’observation sismique de milliers d’étoiles (missions spatiales SOHO, COROT et KEPLER) pour les éléments de Z intermédiaire, l’oxygène par exemple et jusqu’à Z= 28. Il délivrera aussi à une large communauté internationale des calculs d’opacité qualifiés, pour leur besoin propre.
Nous concentrerons notre étude complète (calculs, simulations, expériences) sur des éléments spécifiques (probablement oxygène, silicium, manganèse, chrome, fer, nickel, cuivre …) pour deux conditions de plasma correspondant - à la région radiative du Soleil et des étoiles de type solaire (T> 106K et densité autour de celle du solide) et - à celle de la bosse d’opacité du groupe du fer présente dans de nombreuses enveloppes d’étoiles massives pulsantes (dont les conditions d’ionisation équivalentes se situent autour de T= 2 105 K et des densités de quelques mg/cm3).
Ce projet contient trois parties: (1) la comparaison entre calculs utilisant différentes approches (OPAS, SCO-RCG, HULLAC et OP) pour déterminer précisément le rôle des différents termes de ces calculs ainsi que la justification ou non de certaines approximations et la confrontation avec d’autres calculs américains et anglais, (2) la validation par des expériences spécifiques réalisées auprès des lasers de puissance pour les enveloppes stellaires (LULI2000 à Polytechnique) ou auprès de la Z machine à Albuquerque à la limite de la région radiative solaire. Au cours des trois années du projet OPACITY, des simulations, réalisations et calibration des diagnostics seront effectués pour analyser les mesures existantes sur LULI2000 (cas enveloppes) et préparer des expériences sur l’installation formée par PETAL+ 4 quads LMJ (avec des actions spécifiques sur LULI2000, et ORION à Aldermaston au Royaume Uni). un des objectifs est d'avoir une proposition prête pour réaliser une première mesure d’opacité académique à Bordeaux dès que possible et reproduire des plasmas typiques du coeur solaire et ainsi compléter l'information américaine en montant en température et densité, (3) de développer des calculs d’opacité spécifiques pour la physique stellaire et d’en étudier les conséquences en physique stellaire et en sismologie puis de délivrer à la communauté internationale des tables validées.
Finalement ce travail pourra servir d’autres communautés comme celles de la fusion magnétique ou inertielle.
Depuis la création du consortium international OPAC il y a 4 ans suivant des travaux mis en place dès 1988 (plan théorique) et 1998 (plan expérimental), beaucoup d’activités ont déjà démarrées qui nous permettent d’être immédiatement opérationnels pour attaquer les différents aspects de ce projet. Des calculs et des expériences pour la Physique Stellaire ont déjà eu lieu et sont publiés par l’ensemble des membres du consortium. Ils démontrent la maturité de l’équipe française, qui est internationalement bien placée pour attaquer les différents problèmes décrits plus haut dans les meilleures conditions: nombre de participants et expertise.

Partenaires

CELIA UMR 5107 Centre lasers intenses et applications

CEA/DAM Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives

CEA/IRFU/SAp Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives

Laboratoire public

Aide de l'ANR 575 884 euros
Début et durée du projet scientifique janvier 2013 - 36 mois

 

Programme ANR : Blanc - SIMI 5 - Physique subatomique et théories associées, astrophysique, astronomie et planétologie (Blanc SIMI 5) 2012

Référence projet : ANR-12-BS05-0017

Coordinateur du projet :
Madame Sylvaine TURCK-CHIÈZE (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives)
sylvaine.turck-chieze@nullcea.fr

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.