3.4 Autres schémas de compression de flux

Figure: barreau central conique hélicoïdal à pas variable pour ECF2

La compression de flux étudié dans le cadre de ce travail est réalisée grâce à l'implosion d'un liner conducteur. Il est alors possible d'améliorer le rendement du schéma en plaçant un barreau central de forme hélicoïdale (voir figure 5.1): un tel barreau représente en effet une inductance supérieure à celle d'un simple cylindre et lorsque le liner vient s'écraser contre en le court-circuitant, l'inductance redevient celle d'un cylindre, c'est à dire beaucoup plus faible. Ceci signifie qu'à rayon initial du liner égal, la variation d'inductance est plus importante. On améliore alors notablement l'efficacité du schéma sans pour autant être pénalisé par un liner moins stable. Les problèmes habituels restent par contre à étudier dans cette configuration (influence du plasma précurseur, isolation électrique d'une spire à l'autre de l'hélice, influence des instabilités ...).

Figure 5.2: compresseur de flux en explosion

Une autre façon de concevoir la compression de flux est d'utiliser un schéma en explosion, c'est à dire que le courant intense fournissant l'énergie circule à l'intérieur et le courant à amplifier circule à l'extérieur du liner (voir en figure 5.2). Il est, là aussi, tout à fait possible d'utiliser un retour de courant^3.14 en hélice afin de maximiser la variation d'inductance. La configuration devient alors très proche des compresseurs de flux à explosifs introduits en section 2.1.3 page  ! Le courant amplifié étant délivré à grand rayon, on peut facilement l'utiliser pour alimenter une charge z-pinch de grand rayon initial (telle qu'une charge pour la production de rayonnement K-shell, une tuyère pour imploser un cylindre de gaz ...). Ce schéma offre aussi l'avantage de pouvoir facilement s'utiliser en cascade: on peut utiliser le courant amplifié pour alimenter un autre dispositif, alors qu'un courant délivré à petit rayon ne peut pas facilement être réinjecté dans un étage de dimensions raisonnables. De plus, un courant délivré à petit rayon est difficilement manipulable du fait des fortes densités de courant, fortes pressions, fortes variations d'inductances avec le rayon ...

Enfin, il est possible d'envisager des schémas de géométrie plus complexes qui permettraient d'optimiser l'amplification de puissance, tel que le schéma doubleur de courant proposé dans [82].

Notes

... courant^3.14

En effet, dans cette configuration, le liner compresse le flux magnétique entre lui même et le retour de courant.