Sous vide, les codes Particle-In-Cell (PIC) commerciaux classiques sont prédictifs mais, en présence d’un gaz, dans les conditions correspondant à nos applications, la physique du transport devient complexe et n’est pas correctement traitée par ces outils, notamment parce qu’un trop grand nombre de particules doit être géré (électrons primaires et espèces secondaires dues à l’ionisation du gaz). En revanche, le code PIC CALDER, développé à la DAM, est adapté aux supercalculateurs actuels et représente un outil irremplaçable pour l’étude des divers phénomènes intervenant dans la propagation du faisceau dans le gaz : ionisation du gaz et modélisation de l’interaction entre le faisceau et le plasma créé. Le but de ce post-doctorat est de simuler avec CALDER les expériences qui seront réalisées sur CESAR.Seules des simulations 2D incomplètes ont été réalisées jusqu’à maintenant, mais elles ont l’avantage de mettre en jeu une physique réaliste avec un coût calcul raisonnable. La prise en main et l’utilisation de ce code constituera donc une première partie du post-doctorat. Le candidat étudiera et simulera d’abord des cas physiques simples, théoriquement connus, puis les effets plus complexes seront traités comme, par exemple, ceux associés à la présence d’un champ magnétique externe.
Ensuite, une modification de certains algorithmes, comme ceux gérant les conditions aux limites appliquées aux particules, pourra être nécessaire pour modéliser correctement l’évolution du faisceau sur des temps longs. Le passage à une géométrie 3D permettra aussi d’améliorer la compréhension des phénomènes physiques en jeu.
La dernière partie du travail demandé portera sur l’interprétation des résultats de ces simulations et sur la compréhension des données expérimentales accessibles.
Ces travaux s’intégreront dans des échanges déjà existants sur ce sujet avec le Sandia National Laboratories (SNL).Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les salariés du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

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