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Imagerie pinhole résolue en temps d’un plasma créé par décharge capillaire ablative

Les décharges capillaires constituent des sources de rayonnement X intense émettant notamment dans la région spectrale comprise entre 10 et 50 nm. Elles sont particulièrement attrayantes de par leur compacité, leur rendement et leur coût relativement faible. Plusieurs types de décharges capillaires peuvent être envisagés : les décharges capillaires ablatives pour lesquelles le plasma est créé par ablation des parois du capillaire ou les décharges dans un gaz. Nous présentons ici la dynamique de plasma d’une décharge capillaire ablative, mise en évidence par imagerie pinhole. Cette étude a été réalisée dans un capillaire de polyacétal (CH20)n. Les résultats sont comparés avec ceux obtenus dans un capillaire de polyéthylène (CH2)n [1]. Le dispositif expérimental comprend le système de décharge et la caméra pinhole. Les capillaires ont un diamètre de 0,8 ou 1 mm et une longueur comprise entre 1 et 3 cm. L’énergie électrique est stockée dans une capacité totale de 100 nF répartie dans plusieurs condensateurs montés en parallèle. La tension appliquée est comprise entre 10 et 40 kV aux bornes du capillaire. Des densités de puissance de plusieurs GWcm-3 sont atteintes et permettent une forte ionisation du plasma. Le capillaire subit une ablation plus ou moins importante de ses parois suivant le matériau utilisé. Par exemple, pour une même énergie injectée, les capillaires de polyéthylène subissent une ablation plus importante que ceux de polyacétal [2]. La dynamique de plasma est alors différente dans chacun des cas. Pour n’identifier que les zones de rayonnement X mou de la région spectrale comprise entre 5 et 20 nm, nous avons mis en place un filtre de zirconium entre la source et le système de détection. Des analyses ont été effectuées en présence et en l’absence de ce filtre et permettent de mieux caractériser les mécanismes d’ablation, de chauffage et de refroidissement du plasma dans ce type de décharge. Cette compréhension est essentielle pour optimiser les conditions d’obtention d’une forte émission dans une région spectrale donnée. L’analyse est complétée par des mesures de spectroscopie résolue en temps, qui, couplée aux images pinhole, précisent les différentes phases de chauffage et d’ionisation du plasma. Références [ ] R. Dussart, D. Hong, S. Götze, W. E. S. Rosenfeld, J. Pons, R. Viladrosa, C. Cachoncinlle, C. Fleurier, and J.-M. Pouvesle Ť Time-resolved spatial distribution of an ablative capillary discharge obtained with a pinhole camera ť, J. Phys. D : App. Phys., 33, 1837, (2000). [2] C. Steden, H.-J. Kunze, Ť Observation of gain at 18.22 nm in the carbon plasma of a capillary discharge ť Phys. Lett. A, 151 (9), 534, (1990).Ce travail a bénéficié du soutien financier du TMR européen FACADIX, contrat n° ERBFMRXCT 980186 Congres de la Division Plasma de la SFP ť SFP Plasma 2001 ť , 28.3-30.3 2001, Piriac ser mer, France

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