H/F Post Doctorat en Physique des plasmas à haute densité d'énergie - aspects computationnels/théorique

Missions :
La fusion nucléaire contrôlée, inspirée des processus de fusion qui alimentent les étoiles, offre la perspective d'une source d'énergie propre et pratiquement inépuisable sur Terre. Le National Ignition Facility (NIF) a attiré l'attention mondiale en réalisant l'ignition scientifique par fusion d'une capsule pilotée par laser contenant du combustible nucléaire, le 5 décembre 2022, avec un rendement de fusion de 3,15 MJ pour 2,05 MJ d'énergie laser injectée (gain de la cible ~1,5). Bien qu'il s'agisse d'une étape critique, des gains de cible supérieurs à 100 sont attendus pour exploiter l'énergie de fusion inertielle (IFE) à des fins de production d'électricité. Les implosions magnétisées peuvent atteindre des gains de fusion plus élevés que la fusion par confinement inertiel (ICF) conventionnelle, en améliorant le confinement des particules alpha et en réduisant les pertes par conduction thermique électronique perpendiculairement au champ magnétique. Par ailleurs, même dans les implosions ICF conventionnelles, nominalement non magnétisées, les asymétries induites par le pilotage génèrent spontanément des champs magnétiques qui sont ensuite amplifiés pendant la compression et jouent un rôle critique dans la dynamique de la phase de stagnation, avec un impact direct sur les performances de la cible de fusion. D'autre part, le chauffage par particules rapides pourrait déclencher l'ignition dans le combustible comprimé indépendamment de la phase de compression, permettant potentiellement d'obtenir des gains d'énergie supérieurs à ceux de l'ICF conventionnelle. Enfin, les champs magnétiques peuvent simultanément améliorer le confinement dans le cœur de fusion et guider les particules rapides vers celui-ci, créant une forte synergie entre magnétisation et chauffage par particules rapides [D. Kawahito, M. Bailly-Grandvaux et al., Phil. Trans. R. Soc. A 2021].
Activités :
La personne retenue dirigera des études computationnelles et théoriques visant à soutenir et orienter les efforts expérimentaux :
• Simulations magnétohydrodynamiques 2D/3D avec FLASH, incluant les champs magnétiques auto-générés et les effets de MHD étendue, menées sur site et en collaboration avec des équipes de l'Imperial College London et de l'Universidad Politécnica de Madrid.
• Simulations cinétiques avec LPSE (Laser Plasma Simulation Environment) des instabilités laser-plasma, de la propagation des ondes électromagnétiques et du transfert d'énergie entre faisceaux croisés, en particulier en présence de champs magnétiques ambiants, réalisées en collaboration avec le Laboratory for Laser Energetics (LLE, Rochester, États-Unis).
• Simulations pleinement cinétiques avec SMILEI (i) de l'accélération de particules pilotée par laser avec des impulsions et cibles structurées, et (ii) des instabilités laser-plasma et de la génération d'électrons chauds en présence de champs magnétiques ambiants.
• Des simulations hybrides par
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