1.5.1.1.3 Thermalisation

Lors de l'accélération du plasma, l'énergie du générateur se convertit principalement en énergie cinétique. Lorsque le plasma arrive sur son axe, donc s'écrase sur lui-même, l'énergie cinétique est massivement convertie en énergie interne puis en rayonnement^1.34.

Figure: rayonnement du pinch (puissance) et courant électrique

Nous allons maintenant voir comment l'énergie rayonnée provient d'autres formes d'énergies. Le réservoir d'énergie pour le rayonnement est l'énergie interne électronique. Celle-ci est alimentée par le chauffage ohmique (qui contribue à l'énergie interne des électrons), le travail de compression du $P \, dV$ et la thermalisation de l'énergie cinétique (qui contribue aux énergies internes électronique et ionique). L'énergie interne électronique est ensuite rayonnée, en fonction de la température du plasma (en $P_{rayonn\acute{e}e} = \sigma T^4$ dans le modèle utilisé ici). Ceci a pour effet de faire baisser la température des électrons. Lorsque leur température est inférieure à celle des ions, les chocs avec ceux-ci apportent de l'énergie aux électrons (les électrons chauffent difficilement les ions alors que l'inverse est facile). Ceux-ci peuvent donc rayonner en puisant un surplus d'énergie éventuel dans l'énergie interne des ions (voir courbe 2.36); on observe alors $T_{ions} \approx T_{\acute{e}lectrons}$ pendant la phase de rayonnement intense. On construit donc la courbe 2.38.

Figure: transferts énergétiques pour un pinch

On peut aussi tracer la courbe (figure 2.37) représentant l'évolution de la puissance rayonnée en fonction du temps. Tant que l'intensité du courant électrique injectée augmente, la puissance rayonnée croît (car au début, c'est le chauffage par effet Joule qui produit le rayonnement). Enfin, le rayon tend violemment vers le rayon final et l'énergie cinétique se thermalise, ce qui augmente fortement le pic de puissance.

Notes

... rayonnement^1.34

rappel: l'énergie cinétique ne s'annule pas totalement en 2D : voir note 30 page .