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Mesure de champ électrique par le diagnostic EFILE (Electric Field Induced Lyman-alpha Emission)

par Elodie PICO - publié le

Directeur de thèse : Doveil Fabrice
Coordonnées : fabrice.doveil univ-amu.fr, 04 91 28 centre St Jérôme, service 362

Co-encadrant : Kovacic Laurence
Coordonnées : laurence.kovacic univ-amu.fr, 04 91 28 82 21, centre St Jérôme, service 362

Description du sujet :

EFILE est un diagnostic qui permet de mesurer de façon directe un champ électrique dans le vide ou dans un plasma. Il est basé sur l’émission de la raie Lyman-alpha par un faisceau d’hydrogène dans l’état 2s lorsque celui-ci traverse une région où règne un champ électrique. Les atomes du niveau 2s, normalement métastable, peuvent passer dans le niveau 2p suite à un couplage 2s-2p par effet Stark. L’émission de la raie Lyman-alpha, lors de la désexcitation vers le niveau fondamental, est alors proportionnelle au carré de l’amplitude du champ, ce qui permet de le mesurer.

L’objectif de ce travail est d’étudier un champ électrique radiofréquence dans le vide et dans un plasma, en particulier au niveau de la gaine à l’interface entre le plasma et une paroi. La description théorique et les simulations numériques des gaines radiofréquences (RF) sont des domaines de recherche très actifs mais on manque de diagnostics spécifiques et de données expérimentales. Il s’agira donc d’utiliser le diagnostic EFILE existant dans l’équipe Turbulence Plasma avec un double objectif : explorer les limites (et les possibilités) du diagnostic dans le domaine des radiofréquences et étudier le problème des gaines plasma. On travaillera dans une enceinte de configuration cylindrique simple permettant la création d’un plasma non magnétisé, où le champ sera généré entre deux plaques parallèles. On comparera les mesures en fonction de la fréquence et de l’amplitude du champ à la théorie et/ou une simulation (si possible). Par la suite, le travail pourra être complété par/comparé à une étude de la gaine RF devant une antenne de chauffage ionique dans des conditions similaires à celles du plasma de bord d’un tokamak sur le banc expérimental IShTAR grâce à une collaboration en cours avec l’Institut de Physique des Plasmas de Garching (Allemagne).

Références bibliographiques :
L. Chérigier-Kovacic, P. Ström, A. Lejeune and F. Doveil, Review of Scientific Instruments 86, 063504 (2015) ; doi : 10.1063/1.4922856