Pause
Lecture
Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Influence de la dynamique électronique et des champs moyens sur la collision de plasmas


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Situé à 40 km au sud de Paris, le centre DAM-Île de France, a en charge la conception des armes nucléaires françaises, la recherche et développement dans le domaine de la lutte contre la prolifération et le terrorisme, l'alerte aux autorités en cas de séisme, de tsunami ou d'essai nucléaire étranger, la construction et le démantèlement de grandes infrastructures nucléaires. Leader français de la simulation numérique et du calcul intensif, il possède deux des machines européennes les plus puissantes. Il dispose également de plusieurs accélérateurs et de nombreux moyens techniques et expérimentaux pour mener ses recherches. Lui est également rattaché, l'Unité Propulsion Nucléaire située sur le centre CEA/Cadarache en région Provence Alpes-Côte d'Azur, où sont implantées les installations d'essais et une partie des fabrications de la propulsion nucléaire.  

Référence

2021-18555-S0389  

Description du poste

Domaine

Physique du noyau, atome, molécule

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Influence de la dynamique électronique et des champs moyens sur la collision de plasmas

Sujet de stage

Influence de la dynamique électronique et des champs moyens sur la collision de plasmas

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

La simulation des plasmas s’effectue au moyen d’une hiérarchie de modèles qui reposent, sans exception, sur des hypothèses physiques limitant leurs domaines de validité. Dans les modèles hydrodynamiques, indispensables à la simulation des grandes échelles, l’hypothèse de faible déviation à l’équilibre thermodynamique local impose que les temps de relaxation des phénomènes microscopiques soient très inférieurs aux temps caractéristiques d’évolution de la dynamique macroscopique. Il est acté que cette hypothèse est en défaut dans le phénomène de collision de plasmas (i.e. lors de la rencontre de deux amas de plasmas, chacun initialement à l’équilibre thermodynamique) pour un domaine de paramètres intersectant les conditions typiques des plasmas de Fusion par Confinement Inertiel (FCI). Dans le but de pouvoir modéliser correctement la collision de plasmas dans les codes hydrodynamiques, il est nécessaire d’appréhender la dynamique complexe de ce phénomène à un niveau plus élémentaire et recourir à minima à une description cinétique.
Comprendre et quantifier l’influence de la dynamique électronique et des champs moyens dans le phénomène de collision de plasmas. L’aspect non-linéaire et hautement hors-équilibre de ce phénomène impose l’utilisation de l’outil numérique pour cette étude. On utilisera un code de type Particle-In-Cell (PIC), permettant la description cinétique des plasmas en modélisant explicitement les espèces ioniques et électroniques, ainsi que les champs électriques associés. En étudiant des situations physiques simples (collision de deux amas en mouvement d’ensemble relatif, détentes de parois se faisant face, milieux homogènes en mouvements relatifs, etc…) il s’agira de déterminer comment s’effectue le couplage de l’espèce électronique avec les différents amas ioniques. Pour cela, il faudra réaliser la mise en œuvre d’expériences numériques permettant d’étudier les mécanismes physiques sous-jacents.
Parmi les questions ouvertes auxquelles on pourra s’intéresser : 1) mécanismes non-collisionnels induits par les champs moyens et la composante électronique ; 2) validité de l’approximation de Born-Oppenheimer sur la composante électronique ; 3) rôle de l’aspect multi-vitesse sur le ‘‘flux de chaleur électronique’’ ; 4) influence de la relaxation collisionnelle par l’utilisation d’opérateurs collisions appropriés ; 5) influence de l’état de charge moyen des amas d’ions.
Le stage s’organisera de la façon suivante :
- compréhension de la problématique et des différents modèles : cinétique et hydrodynamique.
- prise en main du code PIC.
- mise en œuvre de simulations sur des cas 1D et 2D.
- rédaction d'un mémoire de stage (en continu pendant le stage).

Profil du candidat

Bac+5

Localisation du poste

Site

DAM Île-de-France

Localisation du poste

France, Ile-de-France, Essonne (91)

Ville

Bruyères-le-Châtel