Instabilités hydrodynamiques du front d'ablation en fusion par confinement inertiel

Résumé du livre

Dans le domaine de la Fusion par Confinement Inertiel (FCI), des instabilités hydrodynamiques se développent pendant la phase d’accélération lors de l’implosion d’une cible soumise à un rayonnement intense. Ces instabilités, relativement semblables à celle de Rayleigh-Taylor, compromettent la symétrique sphérique essentielle à l’amorçage des réactions thermonucléaires en fin de phase de compression. Leur compréhension nécessite l’étude de phénomènes couplés hydrodynamiques et thermiques sur une large gamme de longueurs de variation, ce qui rend les simulations numériques directes difficiles. En considérant des régimes intermédiaires d’accélération dans la limite asymptotique d’un fort exposant en température pour la conductivité thermique, le modèle classique en FCI se réduit à l’étude d’une discontinuité (le front d’ablation) entre deux écoulements potentiels. Ceci permet d’utiliser des méthodes numériques précises d’intégrales de frontière. Les simulations peuvent alors être poussées à des stades hautement non linéaires et font apparaître une singularité en temps fini, caractérisée par une divergence des gradients de vitesses et de la courbure du front. Cette singularité remet en question la validité de la limite asymptotique utilisée. On montre qu’un effet de tension de surface qui apparaît à l’ordre suivant du développement asymptotique est suffisant pour supprimer l’apparition en temps fini de la singularité.