A.1.2 Dimensionnement général d'un tir de compression de flux

Deux types de charges ont été utilisées sur les tirs de compression de flux: des charges de type z-pinch pour les tirs radiatifs et des charges de type échantillon sur une inductance morte pour les tirs de compression isentropique (voir figure 1.6 page et figure 4.1 page ). Les tirs correspondants à chaque type de charge sont décris dans les annexes. Les paramètres du schéma ont été optimisés pour chaque tir en fonction des types de courants utilisés dans le primaire et le secondaire (mode court, normal, long). Pour donner un ordre de grandeur, les valeurs typiques de ces paramètres sont les suivantes :

liner

 

• rayon initial de $4 \, \mathrm{cm}$;
• longueur de $7 \, \mathrm{cm}$;
• masse de $5 \, \mathrm{mg}$;

barreau central

 

• rayon de l'ordre de $1 \, \mathrm{cm}$;

pinch

 

• rayon initial de $1 \, \mathrm{cm}$;
• longueur de $1 \, \mathrm{cm}$;
• masse de $3 \, \mathrm{mg}$;

échantillon

 

• cuivre, d'épaisseur $300 \, \mathrm{\mu m}$

Pour les tirs de compression isentropique comme pour certains tirs radiatifs, il est nécessaire de dimensionner les échantillons visars. Ceux-ci sont en cuivre, étant donné que ce matériau est bien connu. De plus, le cuivre utilisé provient du même lot que le cuivre utilisé par les lanceurs des SNL , donc ses propriétés sont supposées être bien connues. Il reste alors à fixer les épaisseurs des échantillons, de façon à éviter qu'il ne se forme un choc (donc il faut un échantillon suffisamment fin) et de façon à éviter que les ondes n'aient le temps de faire un aller/retour dans le matériau (donc il faut un échantillon suffisamment épais). Les épaisseurs sont choisies sur la foi de simulation MHD 2D (voir section 4.2.3 page ).

Enfin, la structure tridimensionnelle de la couronne de plasma n'est pas traitée, donc le nombre de fils est fixé sur des considérations expérimentales : sur Z , la distance entre deux fils doit être inférieure à $1.5 \, \mathrm{mm}$ pour une bonne uniformité de la coquille (point du vue du rayonnement).

Les simulations numériques réalisées servent à caler les diagnostics ayant une fenêtre temporelle réduite, les simulations magnétodynamiques de la bobine créant le champ stabilisateur permettent de déterminer le décalage entre l'injection du courant dans la bobine (régime millisecondes) et l'injection du courant dans les fils (régime $100 \, \mathrm{ns}$). Des simulations PIC et électrostatiques permettent d'éviter des erreurs trop grossières dans le dimensionnement des gaps en présence de plasma et de $B_z$.

Le sens relatif des courants secondaires et primaires n'est à priori pas favorable sur le générateur Z . En effet, les deux courants circulants dans le même sens, les champs magnétique s'opposent, donc toute fraction du courant primaire diffusant dans le circuit secondaire atténue le champ magnétique présent dans le secondaire. Cet effet de la diffusion peut être gênant, notamment lors de l'utilisation d'un matériau trop diffusif pour le liner.