Le laser Mégajoule

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Olympiades de Physique
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Le Laser MegaJoule
-
LMJ
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Comment poursuivre les recherches nucléaires sans réaliser
d’explosions ?
L’ASSOMPTION
Lycée privé de Bordeaux
Victoire BRAULT
Adrien LAFFARGUE
Jade BERG

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Sommaire
Introduction
I. Le LASER
1. Origine du Laser
2. Fonctionnement d’un laser
II. Le laser Mégajoule
1. La Ligne d’Intégration Laser
 Le prototype du LMJ
2. Le bâtiment du Laser MegaJoule
 Le lieu
 Les infrastructures
3. L’expérience au Laser MegaJoule
 La chaine laser
 Le pilote
 La section amplificatrice
 La fin de chaîne
 La cible, dans laquelle se déroule la FCI
 Energie libérée lors de cette réaction de fusion.
III. Les applications du LASER
1. La lecture de disque compact : CD
2. La LASER en médecine
 le laser en chirurgie réfractive
 le laser dans le traitement de métastases cérébrales
o le principe de la fibre optique
o les patients concernés
o 
o les avantages de cette technique
o les enjeux de cette découverte
o les limites de cette innovation majeure
IV. Les applications civiles des grands équipements lasers
1. Les grands équipements laser et l’astrophysique
● 
● -processus
● La relativité générale et les trous noirs
● La matière dans les structures internes des grosses planètes gazeuses
● Les caractéristiques des plasmas stellaires
2. La fusion par laser, un moyen de parvenir à une nouvelle énergie civile
 Pourquoi les centrales à fusion inertielle fonctionneront -elles selon le
 A quoi ressemblera une centrale nucléaire à fusion par laser ?
 Les grands avantages de la fusion civile par laser.

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Introduction :
Depuis le 24 septembre 1996, 71 pays dont 5 puissances nucléaires, signent à New
Yorkshire, le TICE : traité d'interdiction complète des essais nucléaires.
Après cet accord, les essais nucléaires en plein air étant interdit, les scientifiques français ont
l'environnement.
La réponse se situe dans le programme Simulation qui doit permettre de gérer, sans essai,
 de crash test etc...
ce qui concerne les essais nucléaires, des simulations sont réalisées par ordinateur, mais face à
Laser MégaJoule.
entre en jeu. Créée en 1945 par le Général De Gaulle, cette institution permet une avancée de la
un département du CEA : il a pour rôle le développement, la fabrication, le montage, la maintenance
et le démantèlement des armes nucléaires. Il est à la base du lancement de programme Simulation
qui met en place le Laser MégaJoule (LMJ).
lancée. Ses premiers tests sont prévus pour fin 2014.
if du LMJ est de recréer, en laboratoire, des conditions thermodynamiques
la, des
effet le cas au Laser Megajoule avec notamment le logiciel AIRIX ou TERA, un super-calculateur.
Le premier objectif du LMJ est de fournir la maîtrise de la charge nucléaire. Son utilisation
doit permettre en particulier de valider des modèles fondamentaux et de réaliser des expériences
-cible
contenant un mélange deutérium-tritium. Les phénomènes rencontrés dans cette expérience étant
de même nature que ceux intervenant dans les armes.
concentrer sur une micro-cible de deux millimètres. Au coeur de cette micro-cible, on pourra ainsi
atteindre des conditions extrêmes de température et de pression, proches de celles rencontrées lors
du fonctionnement des armes nucléaires. Diverses logiciels permettront de valider les experiences
simulant le fonction
à la fusion thermonucléaire par confinement interniel, en mettant en jeu dans la cible une très faible
Dans un premie
ensuite étudier le fonctionnement du Laser Mégajoule. Enfin nous réfléchirons non seulement à
s nous

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I.Le LASER
1. Origine du Laser
 fonctionnait grâce au rubis qui était le milieu amplificateur.
Il existe différents types lasers : Laser à colorant, Laser à gaz, Laser chimique, Laser à fibre
et Laser à solide (comme celui du rubis vu au-dessus).
Les caractéristiques des Laser sont q
même sens de propagation et sont en phase.
2. Fonctionnement d’un Laser
 En effet la matière peut absorber ou émettre des
atomes.
Le fonctionnement des Laser est similaire pour tous, il faut un milieu actif ou amplificateur,
une source d-réflechissant. Prenons comme exemple
le Laser à rubis vu au-dessus :
- Le milieur amplificateur est le rubis.
- 
- Un miroir 100% réfléchissant et un miroir de sortie 95% réfléchissant pour que la lumière
puisse sortir de la cavité.

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Les atomes contenu dans le rubis sont soumis à un rayonnement. Ce rayonnement est
apporté par une lampe flash. Les atomes se retrouvent alors dans un état excité E2
appelle le pompage optique.
- 
stimulée du niveau E2 
E2- 
On a donc deux photons émis simultanément et dans la même direction. ( Ils ont la même
fréquence, la même direction, le même sens de propagation et sont en phase.) : 
stimulée.
Le laser est un amplificateur de lumière constitué de deux miroirs. Ce dispositif permet au
photons de faire des aller-
La cavité de Fabry-Pérot renferme le principe actif qui subit un pompage afin d’obtenir l’inversion de population
.
Un miroir semi-opaque permet aux photons de
passer sous forme de rayon une fois une
certaine énergie obtenue.