Opacité (x10 4 cm 2/g) 1,2 0,8 0,4 Mesure jusqu’à une phase de stagnation, où le plasma s’arrête brutalement. L’énergie cinétique du plasma est alors convertie en rayonnement X qui peut être utilisé pour comprimer une capsule contenant le combustible dans le cas d’une expérience dédiée à la fusion, ou pour chauffer et irradier un échantillon et accéder à son opacité dans le cas qui nous intéresse ici. Du fait de sa contribution importante à l’opacité, le fer a naturellement été choisi pour cette campagne expérimentale. Mélangés à du magnésium (les raies du magnésium sont exploitées pour les diagnostics de température et densité) et tamponnés par des couches d’éléments 14 Reflets de la Physique n°58 0 8 OPAS SCO-RCG ATOMIC.11 9 10 Longueur d’onde (A) Fe 18+ 2p➞4d Fe 17+ 2p➞4d Fe 16+ 2p➞4d 4. Opacité du fer à une température de 2,11 10 6 K et une densité électronique de 3,1 10 22 e -/cm 3. L’expérience (en noir) est comparée à trois codes de calcul différents : ATOMIC (USA), SCO-RCG et OPAS (CEA, France). Opacité (cm 2/g) 10 5 10 4 10 3 10 2 7 8 Fe XVII Fe XVIII Fe XIX 11 légers (plastique ou béryllium) pour limiter la détente et conserver une densité élevée et homogène, des échantillons de fer ont pu être portés à des densités électroniques (N e) comprises entre 0,71 et 4 10 22 cm -3 et à des températures comprises entre 1,91 et 2,26 10 6 K. Ces températures élevées, encadrant celle de la tachocline, sont obtenues grâce à un chauffage radiatif assuré par le rayonnement X intense délivré par le Z-pinch. Les échantillons de fer/magnésium sont chauffés pendant 10ns pendant la phase de compression et radiographiés pendant 3ns par le rayonnement du pinch à la stagnation (fig. 3). Le rayonnement « planckien » (température radiative de 9 10 11 12 13 Longueur d’onde (A) 5. Contributions, calculées par le code SCO-RCG, des trois principaux ions, Fe XVII (Fe 16+) , Fe XVIII (Fe 17+) et Fe XIX (Fe 18+) , à l’opacité du fer à une température de 2,11 10 6 K et une densité électronique de 3,1 10 22 e -/cm 3. 12 210 eV) impose l’équilibre thermodynamique local (ETL) aux populations. La transmission spectrale T de l’échantillon est déduite du rapport des enregistrements de l’atténuation d’un rayonnement sonde par l’échantillon tamponné et par le tampon seul. Connaissant la masse surfacique de l’échantillon, l’opacité est déduite de la loi de Beer-Lambert-Bouguer : T(hn) = I/I 0 = exp [-rLk(hn)], où ρ représente la densité (en g/cm 3) , L l’épaisseur (en cm) et κ l’opacité (en cm 2/g). Les signaux atténué I et non atténué I 0 sont mesurés simultanément. Différentes épaisseurs ont été utilisées pour vérifier la validité de la loi de Beer–Lambert–Bouguer, des tirs avec tampons seuls (différentes épaisseurs de béryllium ou de plastique) ont été effectués pour connaitre leur transmission, et des plasmas de différentes températures et densités ont été étudiés. Le spectre expérimental a été obtenu en moyennant 450 spectres mesurés au cours de 22 campagnes expérimentales. Pour chaque tir, quatre spectromètres étaient mis en œuvre et la masse surfacique rL était mesurée in situ par rétrodiffusion Rutherford. Les expérimentateurs ont examiné les erreurs systématiques dues à l’incertitude sur la masse surfacique, la précision des diagnostics, les écarts à l’ETL, le bruit de fond (rayonnement ambiant), les gradients spatiaux et temporels, et l’atténuation due aux tampons. Ils ont abouti à une incertitude de l’ordre de 10%. Pour chaque mesure, les conditions de température et de densité électronique N e sont estimées à partir d’une analyse spectroscopique des raies d’absorption du magnésium au voisinage de son seuil photo électrique K. Bien que la nature et la structure des cibles aient été optimisées, les densités électroniques restent inférieures de plus d’un facteur 2 à celles attendues. L’opacité du fer mesurée à T = 2,11 10 6 K et N e = 3,1 10 22 cm -3 est présentée sur la figure 4. Entre 7 et 9,5 Å, le spectre est dominé par la contribution des processus de photo-ionisation en couche L (nombre quantique principal n=2) d’atomes de fer partiellement ionisés et plus ou moins excités. À plus grande longueur d’onde, les structures résonantes les plus marquées peuvent être attribuées à des transitions du type 2p4d des ions Fe 16+, Fe 17+ et Fe 18+ (Fe XVII, Fe XVIII et Fe XIX en notation spectroscopique). La figure 4 montre la comparaison de l’opacité mesurée avec celles calculées à l’aide des codes SCO-RCG |