Dissertations / Theses: 'Ions rapides'

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Floquet, Vincent. "Génération d’ions rapides par impulsions laser ultra intenses et ultra courtes." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112269/document.

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Abstract:

Pour accélérer des ions/protons il est possible d'utiliser une impulsion laser de courte durée temporelle (quelques dizaines de femtosecondes) focalisée sur quelques micromètres sur une cible solide (aluminium, carbone, plastique...). L'intensité du champ électromagnétique atteinte sur cible (> 1018 W.cm-2) nous permet de former un plasma chaud et dense. La dynamique des électrons de ce plasma génère des champs électriques intenses aux interfaces plasma-vide par séparation de charge. Ce champ électrique est alors responsable de l'accélération des ions situés sur la couche superficielle des cibles où se sont déposés des polluants organiques (dont des protons). Ce mécanisme d'accélération connu sous le nom de Target Normal Sheath Acceleration (TNSA), a constitué l'objet des travaux exposés dans cette thèse.Nos efforts au cours des différentes campagnes expérimentales se sont concentrés sur l'augmentation de l'énergie maximale des protons. En effet, les applications potentielles des particules de hautes énergies requièrent des énergies de l'ordre de la centaine de MeV. Pour ce faire, nous avons étudié différentes configurations permettant l'augmentation du couplage entre une impulsion laser et un plasma, ceci afin de transmettre avec le meilleur rendement possible, l'énergie du laser aux ions accélérés. C'est principalement en utilisant des configurations particulières de cibles (cibles avec microsphères, réseaux, cibles en mousses) que nous avons procédé. Des expériences utilisant une pré-impulsion comme contrôle de l'expansion du plasma ont également été réalisée. Du point de vue des applications et utilisations des ions accélérés, une étude des matériaux de fluorescence (CdWO4) a été menée dont le but était d'explorer le dépôt d'énergie des ions dans la matière, à des débits de flux jusqu'alors inaccessible avec les accélérateurs conventionnels
Accelerating ions/protons can be done using short laser pulse (few femtoseconds) focused on few micrometers area on solid target (carbon, aluminum, plastic...). The electromagnetic field intensity reached on target (1019 W.cm-2) allows us to turn the solid into a hot dense plasma. The dynamic motion of the electrons is responsible for the creation of intense static electric field at the plasma boundaries. These electric fields accelerate organic pollutants (including protons) located at the boundaries. This acceleration mechanism known as the Target Normal Sheath Acceleration (TNSA) has been the topic of the research presented in this thesis.The goal of this work has been to study the acceleration mechanism and to increase the maximal ion energy achievable. Indeed, societal application such as proton therapy requires proton energy up to few hundreds of MeV. To proceed, we have studied different target configurations allowing us to increase the laser plasma coupling and to transfer as much energy as possible to ions (target with microspheres deposit, foam target, grating). Different experiments have also dealt with generating a pre-plasma on the target surface thanks to a pre-pulse. On the application side, fluorescent material such as CdWO4 has been studied under high flux rate of protons. These high flux rates have been, up to now, beyond the conventional accelerators capabilities

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Salvetat, Jean-Paul. "Transition isolant-conducteur dans le polyimide Kapton irradié par des ions lourds rapides." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO19003.

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Abstract:

Des films minces de polyimide kapton-h ont ete irradies, sous vide, par des ions lourds rapides en regime d'excitations electroniques. Des mesures de conductivite continue et alternative, et de resonance paramagnetique electronique en mode continu, ont mis en evidence une transition isolant-conducteur, se deroulant en quatre etapes. Dans un premier temps, a faible fluence, l'endommagement est concentre dans les traces latentes des ions. Un grand nombre de defauts paramagnetiques est cree. La trace est un milieu moleculaire desordonne, ou la diffusion des spins et des charges reste tres localisee. Son volume est approximativement proportionnel au carre du pouvoir d'arret electronique. Dans la deuxieme etape, un semi-conducteur covalent amorphe, dope par des defauts d'irradiation, est progressivement cree par recouvrement des traces. La conductivite est ohmique a champ faible, suit une loi d'arrhenius en fonction de la temperature, et la dependance en champ fort est de type poole-frenkel. Des amas carbones conjugues se forment egalement sous irradiation dans la matrice degradee. A partir d'une concentration critique, la conduction s'effectue par saut entre les amas conjugues. Les interactions coulombiennes entre les electrons jouent alors un role determinant dans le processus de conduction. Lorsque les liaisons conjuguees s'etendent a l'ensemble du solide, on obtient un bon conducteur desordonne, dont les caracteristiques sont proches d'un polyacetylene fortement dope ou d'un carbone vitreux. L'hypothese de la formation d'un graphite polycristallin est ici exclue. Comme dans de nombreux systemes carbones, riches en liaisons conjuguees, l'oxygene de l'air a un effet important sur la conductivite et le paramagnetisme. On observe notamment une diminution de la densite de spins, et de la conductivite, sous air ou sous oxygene. Cet effet, rarement evoque dans les precedents travaux d'irradiation, est utilise ici comme sonde de la dynamique de spin et de charges

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Meftah, Ali. "Dommage induit par les ions lourds rapides dans les isolants par dépôt d'énergie électronique /." Gif-sur-Yvette : Service de documentation et d'édition multi-média, Commissariat à l'énergie atomique, 1994. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb357143337.

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Meftah, Ali. "Dommage induit par les ions lourds rapides dans les isolants par dépôt d'énergie électronique." Caen, 1993. http://www.theses.fr/1993CAEN2042.

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Abstract:

Les ions lourds rapides d'énergie supérieure à 100 kev/u. M. A. , en pénétrant dans la matière, déposent leur énergie essentiellement par interaction avec les électrons de la cible. Dans les isolants, ce dépôt conduit, au-dessus d'une valeur critique (quelques kevpar angstrom de parcours) à la formation de traces latentes. Le mécanisme de création de la trace latente n'est pas encore élucidé. Dans ce travail, nous avons étudié les défauts formés par des ions rapides dans les isolants magnétiques et le quartz. La spectrométrie Mossbauer en transmission, la rétrodiffusion Rutherford en canalisation et la microscopie électronique haute et moyenne résolution ont été utilisées pour mesurer l'étendue du dommage et déduire les rayons des traces latentes. L'analyse des résultats expérimentaux a permis de déterminer le seuil de création de défauts par dépôt d'énergie électronique dans le grenat d'yttrium-fer et de mettre en évidence un effet de vitesse. En effet jusqu'à présent, l'endommagement a toujours été corrélé à la valeur du dépôt d'énergie électronique linéique de/dx indépendamment de la distribution radiale de l'énergie autour du trajet de l'ion. Or, il est possible d'obtenir une valeur unique de de/dx pour un même ion à deux énergies ou pour différents ions avec d'autres valeurs de l'énergie incidente. Les résultats montrent bien que pour un même de/dx, l'endommagement est d'autant plus efficace que la vitesse de l'ion est plus faible. En conséquence, le pouvoir d'arrêt ne peut être le seul paramètre dans la création de défauts. Un calcul théorique du modèle de la pointe thermique a été appliqué au quartz pour retrouver les rayons de traces déduits des expériences en tenant compte de cet effet de vitesse

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Xiang, Yang. "Interaction d'atomes /ions hydrogène rapides (keV) avec des surfaces : diffraction et formation d'ions négatifs." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00863479.

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Abstract:

Le travail de cette thèse porte sur l'étude expérimentale de la diffusion d'atomes d'hydrogène sur des surfaces et sous incidence rasante. L'énergie des atomes et des ions varie de quelques centaines d'eV à quelques keV, tandis que les surfaces étudiées sont des isolants et des semi-métaux. En particulier on a étudié la formation de l'ion H- sur du graphite pyrolytique dit HOPG (highly oriented pyrolytic graphite) et sur une surface de LiF(001). Pour ce dernier système, nous avons étudié en détail la diffraction d'atomes H° et d'ions H+. Ces expériences ont été réalisées sur un montage expérimental utilisant un faisceau pulsé et permettant de détecter en coïncidence les particules diffusées et les électrons secondaires. L'ensemble permet de connaître la charge finale de la particule diffusée, sa perte d'énergie, son angle de diffusion, le tout en corrélation avec la statistique et l'énergie des électrons émis.Le résultat de ce travail a révélé que la diffraction persiste dans le régime inélastique. En effet, nous observons un motif de diffraction après la neutralisation de proton sur la surface de LiF(001). Un modèle est proposé pour expliquer ces résultats qui semblent en contradiction avec ceux publiés par le groupe de H. Winter sur la diffraction d'atomes d'hydrogène sur cette même surface. Concernant la formation d'ion négatif sur HOPG, nous avons mis en évidence un taux de H- (~10%) sur une surface propre. C'est le plus haut taux de H- jamais observé avec ce type d'expérience en incidence rasante. C'est encore plus élevé qu'avec des isolants ioniques, ces derniers donnant un taux déjà 10 fois plus grand que celui observé sur métaux propres. Ces résultats confirment l'efficacité du graphite à convertir des ions et des atomes en ions négatifs. En exploitant les données fournies par la technique des coïncidences, nous avons pu élucider le mécanisme à l'œuvre dans cette conversion. Du fait de la structure électronique particulière de HOPG, avec une bande interdite projetée dans la direction Gamma, seuls les électrons localisés sigma contribuent à la formation de l'ion négatif, donnant au HOPG un caractère isolant du point de vue de la capture électronique. Les électrons pi contribuant de manière efficace à la perte d'énergie par collisions binaires, donnant de ce point de vue au HOPG son caractère métallique.

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Xiang, Yang. "Interaction d’atomes /ions hydrogène rapides (keV) avec des surfaces : diffraction et formation d’ions négatifs." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112161/document.

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Abstract:

Le travail de cette thèse porte sur l’étude expérimentale de la diffusion d’atomes d’hydrogène sur des surfaces et sous incidence rasante. L’énergie des atomes et des ions varie de quelques centaines d’eV à quelques keV, tandis que les surfaces étudiées sont des isolants et des semi-métaux. En particulier on a étudié la formation de l’ion H- sur du graphite pyrolytique dit HOPG (highly oriented pyrolytic graphite) et sur une surface de LiF(001). Pour ce dernier système, nous avons étudié en détail la diffraction d’atomes H° et d’ions H+. Ces expériences ont été réalisées sur un montage expérimental utilisant un faisceau pulsé et permettant de détecter en coïncidence les particules diffusées et les électrons secondaires. L’ensemble permet de connaître la charge finale de la particule diffusée, sa perte d’énergie, son angle de diffusion, le tout en corrélation avec la statistique et l’énergie des électrons émis.Le résultat de ce travail a révélé que la diffraction persiste dans le régime inélastique. En effet, nous observons un motif de diffraction après la neutralisation de proton sur la surface de LiF(001). Un modèle est proposé pour expliquer ces résultats qui semblent en contradiction avec ceux publiés par le groupe de H. Winter sur la diffraction d’atomes d’hydrogène sur cette même surface. Concernant la formation d’ion négatif sur HOPG, nous avons mis en évidence un taux de H- (~10%) sur une surface propre. C’est le plus haut taux de H- jamais observé avec ce type d’expérience en incidence rasante. C’est encore plus élevé qu’avec des isolants ioniques, ces derniers donnant un taux déjà 10 fois plus grand que celui observé sur métaux propres. Ces résultats confirment l’efficacité du graphite à convertir des ions et des atomes en ions négatifs. En exploitant les données fournies par la technique des coïncidences, nous avons pu élucider le mécanisme à l’œuvre dans cette conversion. Du fait de la structure électronique particulière de HOPG, avec une bande interdite projetée dans la direction Gamma, seuls les électrons localisés sigma contribuent à la formation de l’ion négatif, donnant au HOPG un caractère isolant du point de vue de la capture électronique. Les électrons pi contribuant de manière efficace à la perte d’énergie par collisions binaires, donnant de ce point de vue au HOPG son caractère métallique
In this thesis, we have investigated experimentally the scattering of hydrogen atoms and ions on solid surfaces at grazing incidence. The projectile energy ranges from several hundred eV to few keV. The formation of H- ions is studied on highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) surface; and surface diffraction is carried out on LiF(001) surface with H° and H+ particle scattering. Both experiments were performed in the same experimental setup (see Figure 1.2 and 2.1)—with grazing scattering geometry and a PSD (position sensitive detector) located downstream to record scattered particles. For charge state analysis a set of electrostatic plates is inserted between sample and PSD. During the experiment, coincident measurement technique is used to identify the energy loss associated to 0, 1, 2…electrons emission. Clear evidence of diffraction with inelastic scattering by proton on LiF(001) has been obtained, which has not been observed before. Indeed, the group of H. Winter reported that no diffraction exists with inelastic scattering of H° on LiF(001). However, according to our result, a coherence scattering factor still exists even though the electron capture by the proton is an inelastic process. For negative ion formation on HOPG surface, we report here the highest fraction of H- (~10%) measured in grazing scattering experiments; it is larger than those obtained on ionic insulators, the latter being typically 10 times larger than those measured on clean metals. These results confirm the high yields of negative hydrogen ions from graphite reported in the literature. Electron emission and energy loss of scattered beam have also been deciphered via coincidence measurement. Due to the special structure of HOPG, two kinds of electron emissions (σ and π-band electron) and energy losses (cycles and metal-like energy loss) have been measured. Furthermore, the total electron emission on HOPG with insulator-like behavior and total energy loss with metal-like are the most representative property of HOPG which have been first presented in this thesis

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Jung, Matthias. "Etude de l'emission electronique de cibles de carbone irradiees par des ions lourds rapides." Caen, 1997. http://www.theses.fr/1997CAEN2007.

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Abstract:

Nous avons mesure les rendements d'emission electronique vers l'avant et vers l'arriere de cibles minces de carbone soumises a un bombardement d'ions lourds rapides, en fonction de l'epaisseur des cibles ainsi que du numero atomique et de l'energie des projectiles (6 zp 92 ; 3,7 ep 74 mev/u). Afin de caracteriser le transport d'electrons (et donc le transport de l'energie) dans le solide, nous avons analyse les rendements mesures dans le cadre du modele phenomenologique de sternglass. Comme la version initiale de ce modele ne permettait pas de decrire correctement l'evolution des rendements arriere en fonction de l'epaisseur, desaccord que nous avons attribue a la retrodiffusion d'electrons rapides declenchant des cascades d'electrons vers l'arriere, nous avons modifie le modele de facon a tenir compte de ce phenomene. Le modele modifie permet de decrire parfaitement l'evolution des rendements et constitue un outil puissant pour la comparaison et l'estimation des rendements electroniques induits par une grande variete d'ions d'energie et de numero atomique differents. Nous avons mis en evidence une anisotropie importante dans le comportement des rendements avant et arriere en fonction du numero atomique et de l'energie des projectiles. Celle-ci traduit l'evolution de la distribution en angle et en energie des electrons au moment de leur liberation dans le solide en fonction de ces parametres et a pour consequence le fait que dans le cas des ions lourds les rendements electroniques ne varient pas comme le pouvoir d'arret, contrairement a ce qui est observe dans une tres grande gamme d'energie pour des protons. Nous avons enfin concu, realise, mis au point et teste un nouveau dispositif de spectroscopie d'electrons sous ultravide qui permettra d'aboutir a une connaissance plus precise de l'emission electronique ainsi qu'a une meilleure comprehension de l'interaction des ions lourds rapides avec la matiere.

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Floquet, Vincent. "Génération d'ions rapides par impulsions laser ultra intenses et ultra courtes." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00755702.

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Abstract:

Pour accélérer des ions/protons il est possible d'utiliser une impulsion laser de courte durée temporelle (quelques dizaines de femtosecondes) focalisée sur quelques micromètres sur une cible solide (aluminium, carbone, plastique...). L'intensité du champ électromagnétique atteinte sur cible (> 1018 W.cm-2) nous permet de former un plasma chaud et dense. La dynamique des électrons de ce plasma génère des champs électriques intenses aux interfaces plasma-vide par séparation de charge. Ce champ électrique est alors responsable de l'accélération des ions situés sur la couche superficielle des cibles où se sont déposés des polluants organiques (dont des protons). Ce mécanisme d'accélération connu sous le nom de Target Normal Sheath Acceleration (TNSA), a constitué l'objet des travaux exposés dans cette thèse.Nos efforts au cours des différentes campagnes expérimentales se sont concentrés sur l'augmentation de l'énergie maximale des protons. En effet, les applications potentielles des particules de hautes énergies requièrent des énergies de l'ordre de la centaine de MeV. Pour ce faire, nous avons étudié différentes configurations permettant l'augmentation du couplage entre une impulsion laser et un plasma, ceci afin de transmettre avec le meilleur rendement possible, l'énergie du laser aux ions accélérés. C'est principalement en utilisant des configurations particulières de cibles (cibles avec microsphères, réseaux, cibles en mousses) que nous avons procédé. Des expériences utilisant une pré-impulsion comme contrôle de l'expansion du plasma ont également été réalisée. Du point de vue des applications et utilisations des ions accélérés, une étude des matériaux de fluorescence (CdWO4) a été menée dont le but était d'explorer le dépôt d'énergie des ions dans la matière, à des débits de flux jusqu'alors inaccessible avec les accélérateurs conventionnels.

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Ouaskit, Saïd. "Recherche d'effets de sillage sur la charge de fragments issus de la dissociation dans une feuille mince d'ions moléculaires rapides." Lyon 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LYO10036.

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Abstract:

Etude de la propagation des fragments formes dans la feuille mince sous l'influence de l'interaction des ions avec le milieu, de leur repulsion coulombienne mutuelle et des effets de sillage electronique derriere chaque ion: lorsque les particules chargees se deplacent avec une vitesse superieure a la vitesse de fermi de la cible solide, les electrons de la cible tendent a faire ecran sur la charge des ions et une densite de charge oscillatoire (stationnaire dans le referentiel du projectile) accompagne l'ion. Etude experimentale par l'analyse de la composante neutre h emergeant a o**(o) d'une feuille de c apres bombardement par des ions moleculaires heh**(+) et nh**(+) de 100 kev/mna: les oscillations ne sont pas mises en evidence, mais le rendement en atomes h est superieur a ce que l'on attendait, quand l'ion incident est aligne avec la direction du faisceau

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Koumeir, Charbel. "Étude de la pulvérisation ionique de surface d'un cristal de Ge sous impact d'ions lourds rapides en condition de canalisation." Lyon 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/40/78/22/PDF/These.pdf.

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Abstract:

Nous avons effectué une expérience au GANIL avec un faisceau d'ions Pb72+ et Pb56+ à 29 MeV/u et Pb28+ à 6,5 MeV/u. Nous avons observé la pulvérisation d'ions positifs à l'entrée d'un cristal de germanium mince en fonction de la charge incidente et en fonction de la perte d'énergie des ions transmis. Nous avons trouvé que la pulvérisation est essentiellement formée des ions qui viennent de la couche d'impuretés en surface et de la fragmentation des grandes espèces émises. Pour un dépôt d'énergie donné sous la couche amorphe, la dépendance de la multiplicité avec la charge q est en qn avec n3. La dépendance des rendements avec la charge est en qn, où n varie entre 2 et 6 selon l'espèce émise. Pour une charge incidente donnée, nous avons observé des effets différentiels, en fonction de la perte d'énergie dans le cristal, sur les multiplicités, sur les rendements, ainsi que sur la probabilité de la fragmentation. L'intensité de ces effets est presque constante pour l'ensemble des espèces émises dans le cas à haute énergie. A basse énergie, cet effet varie d'une espèce à une autre, et, globalement, il est plus fort qu'à haute énergie. Ces effets sont liés à la fois à la profondeur d'émission de chaque espèce, et à la densité du dépôt d'énergie autour de la trajectoire de l'ion sous la couche amorphe. A travers des simulations effectuées à haute énergie, nous avons trouvé que les effets différentiels sur la multiplicité sont moins forts en fonction de la perte d'énergie des ions à l'entrée du cristal qu'en fonction de leur perte d'énergie dans le cristal
We have performed an experiment at GANIL with a beam of Pb72+ and Pb56+ ions at 29 MeV/u and Pb28+ at 6,5 MeV/u. We observed the sputtering of positive ions at the entrance of a thin germanium crystal as a function of the incident charge and of the energy loss of the transmitted ions. We found that the sputtering is composed mainly of ions which come from the surface impurity layers, and from the fragmentation of large species. For an energy deposition below the amorphous layer, the dependence of the multiplicity on the charge q is qn where n3. The dependence of the yields on the charge is qn, where n varies between 2 and 6 depending on the emitted species. For a particular incident charge, we observed differential effects with the energy loss in the crystal, for the multiplicities, the yields and the fragmentation probability. The intensity of these effects is almost constant for all species issued in the case of the high energy beam. At low energy, this effect varies from one species to another, and, in the average, it is stronger than at high energy. These effects are related both to the emission depth for each species and to the density of energy deposition around the ion path below the amorphous layer. By means of simulations performed for the high energy case, we found that the differential effect on the multiplicity is weaker as a function of ion energy loss at the entrance of the crystal than as a function of their energy loss in the crystal

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Dammak, Hichem. "Changement de phase cristalline induit par irradiation aux ions lourds rapides dans un métal pur." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1994. http://www.theses.fr/1994EPXX0005.

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Abstract:

L'irradiation à basse température avec des ions lourds rapides montre que, dans certains métaux, une forte excitation électronique peut jouer un rôle dans le processus d'endommagement. Nous avons montré que ce rôle peut être important au point de provoquer une transformation de phase dans un métal pur comme le titane. Dans cette transformation le titane passe de la phase alpha stable dans les conditions ordinaires de température et de pression à la phase oméga de haute pression. La cinétique de ce changement de phase sous irradiation a été étudiée et un mécanisme a été proposé. Dans d'autres métaux (fer, zirconium,. . . ) présentant des transformations de phase sous pression, une forte excitation électronique ne conduit pas toujours à un changement de phase mais plus simplement à la création de petits défauts. En revanche dans le béryllium nous avons détecté tous les signes d'un changement de phase comparable à celui du titane. Nous avons ainsi été conduits à proposer quelques critères permettant de dire quels sont les métaux susceptibles de s'endommager facilement par excitation électronique: 1) existence dans le diagramme de phase d'une transformation sous pression ou; 2) existence dans le spectre de phonons de modes mous ou de basses fréquences

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Dammak, Hichem. "Changement de phase cristalline induit par irradiation aux ions lourds rapides dans un métal pur /." Gif-sur-Yvette : Service de documentation et d'édition multimédia, Centre d'études de Saclay, 1994. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35771191c.

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Legendre, Sébastien. "Etude de l'ionisation et de la dissociation d'H2O induites par collision avec des ions multichargés rapides." Phd thesis, Université de Caen, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00090898.

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Abstract:

Une étude de l'ionisation et la dissociation de molécules et d'agrégats d'eau induites par des ions Ni25+ de 11,7 MeV/A a été réalisée par la mise en oeuvre de techniques d'imagerie. Des mesures de rapports de
branchement entre les différentes voies de fragmentation, de sections efficaces d'ionisation simple et multiple et des distributions d'énergie cinétique des fragments ont été réalisées, des informations relatives à la dynamique de fragmentation extraites. L'ionisation multiple représente environ 30 % des événements d'ionisation. La double ionisation produit de façcon importante de l'oxygène atomique, considéré comme un intermédiaire réactionnel important en ce qui concerne la production du radical HO2 dont le rendement restait jusqu'il y a peu inexpliqué par les différentes simulations de la radiolyse de l'eau liquide par des ions de fort pouvoir d'arrêt. L'étude de la dynamique de la fragmentation de la molécule HOD induite par ces ions multichargés rapides a révélé une forte sélectivité de la rupture des liaisons. Une fois la molécule doublement ionisée, la rupture de la liaison O-H est trouvée 6,5 fois plus probable que celle de la liaison O-D. Un calcul semi-classique simulant la dynamique de la fragmentation sur la surface d'énergie potentielle de l'état fondamental du dication H2O2+ a permis de
reproduire aussi bien la nature préférentielle de la rupture de la liaison O-H qu'un décalage des distributions d'énergie cinétique. De premiers résultats concernant l'interaction d'agrégats d'eau sont également reportés. Le spectre de masse pointe le transfert de proton rapide intra-agrégat se produisant, conduisant à l'émission de fragments agrégats protonnés.

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DUCOURET, CHRISTINE. "Etude du radiogreffage de styrene induit par des ions lourds rapides dans le polyfluorure de vinylidene." Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066556.

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Abstract:

Cette these concerne le radiogreffage de styrene induit par des ions lourds rapides dans le polyfluorure de vinylidene (pvdf). Nous nous sommes interesses a l'influence des parametres d'irradiation (dose, fluence, nature de l'ion), des parametres cinetiques (temps de greffage, concentration en monomere, presence d'inhibiteur) et des parametres lies au substrat (epaisseur du film, phase cristalline) sur le greffage et sur les caracteristiques ponderales du greffon. Ceci nous a amene a etudier l'evolution de la distribution de la masse moleculaire du pvdf en fonction de la dose moyenne absorbee. La masse moleculaire des echantillons a ete determinee par chromatographie d'exclusion sterique. L'irradiation par des ions lourds rapides induit la formation de scissions de chaines et de reticulations dans le polymere. Ce dernier presente une diminution de sa solubilite, qui depend du pouvoir d'arret electronique de l'ion utilise. Les parametres que nous avons etudies, modifient le taux et la vitesse de greffage et egalement la longueur des chaines et la polymolecularite du polystyrene radiogreffe. Nous avons mis en evidence d'une part des evolutions dues a des effets specifiques aux ions lourds (pouvoir d'arret electronique, recouvrement des traces) et d'autre part l'importance du phenomene de diffusion du monomere dans le film

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LOPEZ, JEROME. "Absorbants saturables rapides irradies par des ions. Application a la mesure d'impulsions optiques de diodes lasers." Paris 7, 2001. http://www.theses.fr/2001PA077096.

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Abstract:

Ce travail concerne l'etude d'absorbants saturables semiconducteurs irradies par des ions pour la realisation de composants optoelectroniques rapides. Dans un premier temps, j'ai etudie l'effet de l'irradiation d'echantillons d'arseniure de gallium massif sur la reduction de la duree de vie des porteurs. La duree de vie des porteurs photoexcites peut etre ajustee et reduite dans le domaine picoseconde en variant la dose d'irradiation. Les ions lourds (au+) creent des agregats de defauts dont 10% seulement participent a la capture. Les ions legers (h+) creent en moyenne plus de defauts par deplacement induit et sont donc plus efficaces pour creer des defauts actifs pour la capture des porteurs. Dans un deuxieme temps, j'ai etudie la possibilite d'utiliser ces absorbants saturables ultra-rapides pour realiser une application d'echantillonnage tout-optique et ainsi mesurer le profil temporel d'impulsions picosecondes emises par des diodes lasers. En collaboration avec thales-lcr, j'ai tout d'abord etudie le fonctionnement de diodes lasers a puits quantiques en regime de commutation de gain. Une optimisation du pompage electrique a permis d'obtenir des impulsions d'une duree de 45 ps, d'une puissance crete de 2w, d'energie par impulsion de 90 pj et de gigue temporelle integree de 1,2 ps. Ensuite, j'ai montre que les absorbants saturables rapides permettent de realiser un systeme d'echantillonnage tout-optique d'impulsions emises par des diodes lasers, presentant une resolution temporelle de 4 ps et un contraste sur les profils temporels obtenus de 20 db. Ce travail constitue une demonstration de l'utilisation d'absorbants saturables rapides irradie par des ions dans une application d'optoelectronique picoseconde.

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Djamei, Maryam. "Étude de l'implantation ionique des accepteurs de zinc dans InP et In₀,₅₃ Ga₀,₄₇ As suivis de recuits thermiques conventionnels et rapides." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112272.

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Abstract:

La faible activité électrique et la redistribution importante (à deux plateaux) durant le recuit, sont deux anomalies, caractéristiques de l'implantation des accepteurs (Be, Mg, Cd)dans InP et In. 53Ga. 47As. Ce travail porte sur l'étude du comportement de l'implantation Zn dans InP et In. 53Ga. 4rAs, en vue de réalisation des jonctions p+-n du type photodiode: Cette étude comporte différentes implantations (Zn, Zn+P, Zn+In, Zn+As) et conditions de recuit (recuit conventionnel : longue et courte durée, recuit rapide). La caractérisation des couches implantées et recuit est réalisée notamment par les mesures C-V électrochimiques (Polaron) et chimiques (SIMS). Notre choix de Zn est basé sur le fait que c'est la seule impureté pour laquelle on possède des données concernant la solubilité et le mécanisme de diffusion dans ces deux matériaux. Par ailleurs, malgré ses avantages, l'implantation de Zn est très peu étudiée dans InP et pas du tout dans In. 53Ga. 47As. Les résultats des recuits isochrones et isothermes ont révélé une diffusion anormale de Zn à basse température, durant les premières étapes du recuit, en particulier durant la montée en température. Ceci nous a conduit à étudier l'influence du temps de montée en température, en réalisant des recuits rapides dans le four conventionnel (R. R. F) et des recuits rapides dans un four à lampe halogène (H. L. A). Ces résultats ont mis en évidence la redistribution instantanée du Zn. Celle-ci ne peut être minimisée que dans certaines conditions d'implantation de Zn et As. Toutefois, les recuits rapides ont permis d'obtenir un profil abrupt à un seul plateau. Nous montrons que la faible activité électrique de Zn dans InP est due aux interactions Zn- défauts (que nous avons mis en évidence par des mesures de photoluminescences à basse température), plutôt que l'exodiffusion de Zn. Par contre dans In. 53Ga. 47As, l'exodiffusion de Zn joue un grand rôle pour contrôler l'activité électrique. Dans ce cas, le recuit rapide et la coimplantation de Zn et As ont permis d'augmenter l'activité électrique avec une concentration de porteurs-2x1019 cm-3, et d'obtenir un profil abrupt. Les caractéristiques des jonctions p+-n (I-V, C-V) ont confirmé la caractéristique presque abrupte des profils de porteurs.

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Schlutig, Sandrine. "Contribution à l'étude de la pulvérisation et de l'endommagement du dioxyde d'uranium par les ions lourds rapides." Phd thesis, Université de Caen, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002110.

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Abstract:

La mise en mouvement des atomes d'un matériau par un ion lourd se traduit dans le volume par la création de traces et à la surface par l'éjection d'atomes vers le vide. Ainsi, afin d'appréhender les mécanismes initiaux de formation des traces, nous nous sommes intéressés à la pulvérisation du dioxyde d'uranium par les ions lourds rapides. L'étude est consacrée à l'influence du pouvoir d'arrêt électronique sur l'émission de particule neutre et plus spécifiquement sur la mesure de leurs distributions angulaires. Ces mesures sont complétées par celles des ions émis d'une cible d'UO2 soumise à un bombardement d'ions lourds rapides. L'ensemble des résultats expérimentaux donne accès à : i) la nature des particules pulvérisées ; ii) l'état de charge des particules émises ; iii) la direction d'éjection des particules pulvérisées ; iv) et aux rendements de pulvérisation, obtenus à partir des distributions angulaires. Ces résultats sont confrontés aux modèles de pulvérisation proposés dans la littérature et il apparaît que seul le modèle d'écoulement gazeux supersonique donne des résultats cohérents avec nos observations. Enfin, grâce aux expériences antérieures, réalisées par T. Wiss, concernant l'endommagement du dioxyde d'uranium, ce travail débouche sur la comparaison entre les modifications observées dans le matériau et la pulvérisation. Cette démarche permet de mettre en évidence que seule une fraction de monocouches d'UO2 participe à la pulvérisation.

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Schlösser, Dominik. "Modifications des transitions de phase dans les polymères ferroélectriques soumis à une irradiation aux ions lourds rapides." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1995. http://www.theses.fr/1995EPXX0044.

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Abstract:

L'irradiation du copolymère statistique poly (fluorure de vinylidène-trifluoroéthylène) aux ions lourds (z 6) rapides induit des modifications importantes sur ses propriétés cristallines et ferroélectriques. A l'aide de la diffraction x à grands angles, des mesures de la permittivité complexe et de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) on observe une diminution de la température de curie importante lors de l'irradiation. Pour une dose donnée, les ions possédant une perte d'énergie forte (de/dx = 15 kev/nm), induisent une diminution de la température de curie plus importante que les ions d'une perte d'énergie comparablement faible (de/dx = 0. 25 kev/nm). Ce comportement s'explique par une dilatation du réseau cristallin dans la direction des axes a et b et par une réduction de la taille des cristallites. Pour une meilleure compréhension des mécanismes micro- et macroscopiques, l'influence de la composition molaire du copolymère et l'effet d'un recuit après l'irradiation sont analyses

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BERGEAUD, VINCENT. "Interaction des ions rapides avec les ondes a la frequence cyclotronique ionique dans un plasma de tokamak." Paris 11, 2000. http://www.theses.fr/2000PA112346.

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Abstract:

Dans un reacteur fusion a l'ignition, la temperature du plasma est autoentretenue par les reactions deuterium-tritium. Cependant, avant de pouvoir atteindre ce regime, il est necessaire d'apporter une puissance additionnelle au plasma. Cette these porte sur l'interaction entre le chauffage a la frequence cyclotronique ionique (fci) et les ions rapides du plasma. La these comporte une etude theorique de l'influence du chauffage fci sur la fonction de distribution des ions. On montre l'importance du spectre toroidal des modes de propagation de l'onde dans le tokamak. Il faut tenir compte de l'ensemble de ces modes pour evaluer correctement l'importance du transfert d'energie entre onde et particules, surtout lorsque l'on considere des particules de tres haute energie. L'hypothese de decorrelation de la phase cyclotronique de la particule et de la phase de l'onde entre interactions successives amene a traiter le chauffage fci comme un phenomene diffusif. Cette hypothese est reconsideree ici et on montre que de fortes correlations existent dans une partie de l'espace des vitesses. Pour cette etude, un code de calcul de trajectoires de particules en interaction avec un champ electromagnetique complet a ete developpe. La these traite aussi des pertes d'ions rapides dues a la rupture de symetrie toroidale du champ magnetique (le ripple). On presente un modele monte carlo permettant d'evaluer ces pertes et leur localisation. Ce modele est valide grace a une comparaison avec une base de donnees experimentales sur le tokamak tore supra. L'introduction d'une faible fraction d'helium-3 dans le plasma est etudiee. On montre que cette methode permet d'obtenir une forte fraction de chauffage ionique, ce qui permet d'augmenter la puissance fusion du plasma. En outre, ce scenario permet de reduire l'absorption parasite de la puissance fci par les produits de fusion. Enfin, on montre que cette absorption parasite est reduite par l'effet des correlations de phase aux hautes energies.

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Bion, Thierry. "Modélisation des effets singuliers induits dans les composants électroniques par les protons rapides de l'environnement spatial." Toulouse, ENSAE, 1989. http://www.theses.fr/1989ESAE0006.

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Abstract:

Une considération importante dans la miniaturisation des composants électroniques est le phénomène d'effets singuliers (alea logique, effet thyristor), associé aux flux de radiations présents dans l'espace. Il constitue un problème crucial pour les systèmes informatiques embarqués à bord de véhicules spatiaux et son importance va de pair avec l'exigence d'une intégration toujours croissante des composants. Dans ce domaine, la contribution des protons est particulierement significative, notamment pour des engins évoluant sur les orbites les plus exposées. Ce travail présente une méthode permettant d'évaluer rapidement et avec une bonne précision la sensibilité d'un composant soumis à un environnement protonique quelconque. Le modèle de prédiction des taux d'anomalies en orbite, basé sur une simulation des réactions nucléaires proton-silicium, a l'avantage de n'utiliser qu'un seul type de données d'entrée, à savoir les résultats de mesures des sections efficaces en fonction du pouvoir d'arrêt des ions lourds. Ces données, indispensables en matière de caractérisation des circuits électroniques en ambiance spatiale, ont fait l'objet de nombreuses campagnes d'irradiations au sol (accélérateur) et sont largement exploitables dans la littérature. Les estimations de l'auteur sont en bon accord (de l'ordre d'un facteur deux) avec des données disponibles recueillies en vol. Les différents résultats obtenus confirment la nécessité de prendre en compte sérieusement les effets indirects associés aux protons dans l'étude des systèmes spatiaux présents et futurs.

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Picq, Virginie. "L'émission gazeuse des polymères aliphatiques sous irradiation : effet du pouvoir d'arrêt électronique." Phd thesis, Université de Caen, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003432.

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Abstract:

Cette thèse est un apport à la compréhension des mécanismes d'endommagement des polymères irradiés aux ions lourds. L'étude se consacre ici exclusivement à l'influence du pouvoir d'arrêt électronique, (dE/dx)e, sur l'émission moléculaire induite par l'irradiation. Les polymères étudiés sont principalement le polyéthylène, le polypropylène et le polybutène. Les particules incidentes utilisées vont des électrons, (dE/dx)e"3,5´10-3 MeV.mg-1.cm2, aux ions 58Ni, (dE/dx)e"39 MeV.mg-1.cm2. Deux approches expérimentales différentes ont permis d'identifier la nature des gaz émis : la spectrométrie de masse et la spectroscopie infrarouge. La première technique est couramment employée pour ce genre d'étude ; elle est non sélective et permet donc la détection de H2 et des molécules lourdes. La spectrométrie de masse fournit également des informations quant aux cinétiques de diffusion des molécules produites. L'analyse des gaz émis par spectroscopie infrarouge est une nouvelle méthode développée au laboratoire. A l'aide de cette technique, nous avons identifié sans ambiguïté des molécules ayant jusqu'à trois atomes de carbone. L'analyse des spectres expérimentaux a été réalisée à partir de spectres de référence de gaz purs, réalisés au laboratoire ; nous avons ainsi pu quantifier précisément chaque gaz identifié. Nous avons suivi l'évolution des rendements gazeux avec l'augmentation du (dE/dx)e. A partir de l'ensemble de ces observations, nous avons déterminé, à différents (dE/dx)e, les rôles respectifs des différents mécanismes de formation des molécules gazeuses, comme par exemple le départ du groupe latéral et la fragmentation, à fort (dE/dx)e, de la chaîne principale due à une multi?ionisation de la macromolécule.

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Billebaud, Annick. "Etude expérimentale de l'émission électronique secondaire de cibles minces de carbone sous l'impact de projectiles rapides : ions lourds, ions hydrogène (atomiques, moléculaires, ou sous forme d'agrégats)." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10170.

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Abstract:

Le theme central de ce travail est l'etude de l'emission electronique par les surfaces d'une cible solide mince lorsqu'elle est traversee par des projectiles charges rapides. Le ralentissement dans la matiere d'un ion rapide se fait essentiellement par des processus d'interaction inelastiques avec les electrons du milieu (ionisations, excitations): ce transfert d'energie aux electrons du solide est a l'origine du phenomene d'emission electronique secondaire. La description phenomenologique et theorique de ce phenomene fait l'objet du premier chapitre. Nous nous sommes interesses a l'emission electronique de feuilles minces de carbone bombardees par differents types de projectiles. La mesure de l'emission electronique induite par l'impact d'agregats d'hydrogene entre 40 et 120 kev/proton fait l'objet du second chapitre. Ces projectiles, constitues de plusieurs atomes, nous ont permis de mettre en evidence et d'etudier les effets collectifs d'une telle interaction. Nous avons etendu notre etude de l'emission electronique a des projectiles d'hydrogene moleculaire et atomique, ainsi qu'a des ions hydrogene negatifs, a des energies inferieures a 2 mev: grace a la mise au point d'un dispositif experimental permettant de mesurer la statistique des electrons secondaires, nous avons pu etudier, entre autres, le role joue par les electrons du projectile sur l'emission d'electrons. Nous decrivons cette experience dans le chapitre trois. Enfin, le chapitre quatre decrit la mesure de rendements electroniques induits par des ions argon tres energetiques (13 mev/u) et hautement charges delivres par la sortie moyenne energie (sme) du ganil de caen, que nous avons analysee dans le cadre d'un modele semi-empirique de l'emission electronique secondaire. L'ensemble de ces experiences apporte de nouveaux resultats sur l'interaction de projectiles composes de plusieurs constituants avec la matiere, ainsi que sur les consequences d'importants depots d'energie dans les solides

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Mazzi, Samuele. "Impact of fast ions on microturbulence in fusion plasmas." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0470.

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Abstract:

L'exploitation des plasmas de fusion magnétiquement confinés en tant que source d'énergie durable et propre est limitée par le transport turbulent radial vers l'extérieur. Ce transport est principalement induit par les micro-instabilités. Les future réacteurs seront principalement chauffés par les particules alpha produites par les réactions de fusion nucléaire. Les particules alpha doivent être bien confinées afin de transférer leur énergie aux ions thermiques. Cependant, on a aujourd'hui très peu de connaissances sur l'interaction entre les particules alpha et la microturbulence. Ainsi, des régimes de turbulence et de transport inattendus peuvent avoir des effets néfastes sur les performances des futurs réacteurs chauffés par les particules alpha. L'étude d'un scénario de tokamak qui peut imiter les conditions expérimentales attendues dans les futurs réacteurs est donc cruciale. Des études numériques sur l'impact des ions rapides hautement énergétiques, imitant la dynamique des particules alpha, sur le transport turbulent provoqué par le gradient de température des ions et les instabilités du mode des électrons piégés ont été réalisées. Il est démontré qu'une suppression du transport turbulent à l'échelle ionique peut être obtenue en présence de tels ions hautement énergétiques. Les modes d'Alfvén (AEs), déstabilisés par les ions hautement énergétiques à travers une interaction onde-particule, jouent un rôle essentiel dans le mécanisme multi-échelle menant à la suppression de la turbulence. Des analyses approfondies soulignent en outre la possibilité de reconnaître les caractéristiques de la réduction du transport à l'échelle des ions
The exploitation of magnetically confined fusion plasmas as a sustainable and clean energy source is limited by the radially outward turbulent transport. Such transport is mainly induced by microinstabilities. Next-generation fusion devices will be mainly heated by the alpha particles born from the nuclear fusion reactions. Alpha particles must be well confined in order to transfer their energy to the bulk ions. However, very little knowledge is available regarding the interaction between alpha particles and microturbulence. Thus, unexpected turbulence and transport regimes may lead to further detrimental effects on the performance of future alpha-heated devices. The study of a tokamak scenario which can mimic the experimental conditions expected in future devices is hence crucial. Numerical investigations on the impact of highly energetic fast ions, mimicking the alpha particle dynamics, on the turbulent transport driven by Ion Temperature Gradient and Trapped Electron Mode instabilities have been carried out in a validated framework. It is shown that a suppression of the ion-scale turbulent transport may be achieved in the presence of such highly energetic ions. Alfvén Eigenmodes (AEs), destabilized by the highly energetic ions through a wave-particle interaction, play an essential role in the multi-scale mechanism leading to the turbulence suppression. Deep analyses further highlight the possibility to recognize hallmarks of the ion-scale transport reduction, regardless the dominant turbulent regime

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MIKOU, MOHAMMED. "Defauts crees par irradiation aux ions lourds rapides dans l'arseniure de gallium : etude par effet hall et photoluminescence." Caen, 1995. http://www.theses.fr/1995CAEN2018.

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Abstract:

Plusieurs echantillons de gaas de type n et de type p elabores par differentes techniques (cz, mocvd et mbe) ont ete irradies a ganil avec des ions des plus legers (oxygene) aux plus lourds (plomb) et avec des energies comprises entre 163mev et 5730mev. Les mesures in situ de resistivite et d'effet hall realisees au cours de l'irradiation ont revele la diminution de la densite des porteurs et la degradation de leur mobilite dans le cas des deux types de materiaux. Ces effets sont dus aux defauts crees par l'irradiation aux ions rapides. Des mesures de spectroscopie transitoire des niveaux profonds (dlts) dans le cas du materiau de type n ont permis de deduire la nature discrete de ces defauts crees qui sont essentiellement lies a la paire lacune-interstitiel d'arsenic. Ces defauts sont representes electriquement par des niveaux profonds crees dans la bande interdite du semi-conducteur avec differents etats de charge. Ces niveaux piegent les porteurs libres et conduisent a l'augmentation de la resistivite du materiau. La degradation de la mobilite est due a la diffusion des porteurs sur les defauts crees par irradiation (en particulier, les defauts charges). Des modeles de simulation des variations, avec la fluence, de la concentration et de la mobilite de hall sont developpes et font en particulier appel a un modele de conduction a deux bandes (de conduction et d'impuretes) pour le type n. Les resultats permettent de preciser les etats de charge de la lacune d'arsenic et fournissent des taux de production de defauts identiques pour les irradiations effectuees a 77k et a 300k. L'analyse par photoluminescence des echantillons irradies montre que l'intensite des raies observees decroit en fonction de la fluence des ions incidents. Cette decroissance est due a la creation par irradiation d'autres niveaux non radiatifs qui conduisent a la diminution de l'efficacite quantique des transitions radiatives et aussi a la diminution de la concentration des centres radiatifs. Enfin, les resultats normalises des variations, en fonction de la fluence, de la resistivite et de la photoluminescence des echantillons irradies, associes aux resultats de la comparaison entre les taux de creation de defauts deduits des calculs de simulations et les taux theoriques de deplacements atomiques (ndpa/e), calcules uniquement a partir des collisions nucleaires, revelent que le pouvoir d'arret electronique ne contribue pas de facon notable a la creation de defauts, mais il conduit peut etre au recuit d'une partie de ces derniers

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Betz, Natacha. "Etude des effets d'irradiation et du radiogreffage, induits dans du polyfluorure de vinylidene, par des ions lourds rapides." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066411.

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Abstract:

Dans la gamme d'energie utilisee, le pouvoir d'arret des ions lourds rapides est essentiellement electronique. L'anisotropie du depot d'energie a l'echelle submicronique (formation de traces latentes) et le tres fort debit de dose local (cur de trace) sont les specificites de ce type d'irradiation. Nous avons etudie, par spectroscopie vibrationnelle et electronique, les effets de ces irradiations dans du polyfluorure de vinylidene (pvdf), en fonction de la nature de l'atmosphere d'irradiation. Nous avons compare nos resultats a ceux obtenus avec une irradiation aux electrons ou aux rayons gamma. L'irradiation aux ions lourds, sous atmosphere d'helium, se caracterise par l'apparition de doubles liaisons (isolees et conjuguees), d'alcynes, de groupements methyles et de sequences de plusieurs ch2. Ces deux derniers groupements ne sont plus observes lorsque l'irradiation est effectuee en presence d'oxygene qui provoque, en revanche, l'apparition de groupements carbonyles et hydroxyles. Nous avons observe la presence de radicaux, alkyles et peroxy, d'une tres grande duree de vie et l'apparition d'un radical, donnant une structure singulet, caracteristique de l'irradiation aux ions lourds rapides. Les radicaux crees par les ions lourds rapides tels que le xenon et l'oxygene sont susceptibles d'amorcer le greffage de styrene dans le pvdf. La structure de l'echantillon greffe est liee aux taux de greffage. Aux forts taux de greffage, on note l'apparition d'un gradient du greffage dans l'epaisseur du film. Un modele de structure nous a permis de definir les conditions souhaitables pour conferer au greffage une anisotropie qui serait le reflet de celle resultant de l'interaction des ions lourds rapides avec le polymere

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Champion, Christophe. "Structure des depots d'energie des ions rapides dans l'eau. Application a l'etude par monte carlo de l'inactivation cellulaire." Paris 7, 1999. http://www.theses.fr/1999PA077043.

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Abstract:

Dans le but de comprendre les processus physiques impliques dans l'irradiation d'echantillons biologiques par des ions lourds j'ai developpe a la fois un programme de simulation monte carlo et un code de recensement aleatoire de grappes d'interactions dans des volumes de dimensions comparables a celles des sites biologiques reconnus sensibles tels que les nucleosomes (quelques nm 3). En effet, il est maintenant admis que des parametres macroscopiques tels que la dose et/ou le pouvoir d'arret (tel) sont inappropries pour expliquer l'inactivation cellulaire induite par irradiation d'ions lourds, et notamment la decroissance paradoxale a hauts tel des sections efficaces d'inactivation cellulaire. Le travail de ma these consiste a developper un modele mecanistique base sur l'identification des processus primaires susceptibles d'etre majeurs sur le plan biologique. Le code developpe simule la creation et le transport dans l'eau de toutes les particules secondaires produites par impact d'ions lourds. Une fois tous les depots d'energie generes, j'ai construit un algorithme de recensement aleatoire de grappes d'interactions afin d'evaluer le type de depots critiques e e 8 (ou e 8 est le seuil critique d'energie) qui presente une correlation avec les donnees experimentales d'inactivation cellulaire. Pour les ions legers comme les particules , ce modele de grappes nous a permis de reproduire les variations en fonction du tel du nombre experimental de lesions letales observees, en particulier la decroissance de l'efficacite biologique a haut tel. Cependant, pour les ions lourds, ces parametres ne permettent pas de reproduire les donnees experimentales d'inactivation cellulaires : le concept de grappes d'ionisations decrits en termes de depots critiques dans des volumes critiques n'est pas suffisant.

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Boccanfuso, Marc. "Relation entre le gonflement et la creation de defauts dans les cristaux ioniques irradies par des ions lourds rapides." Phd thesis, Université de Caen, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002023.

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Abstract:

Lorsque des ions lourds rapides pénètrent dans la matière, ils se ralentissent principalement en déposant leur énergie sur les électrons. Ceci peut conduire à de fortes densités d'excitations électroniques dans le matériau et ainsi à des modifications structurales. Dans ce travail, le fluorure de calcium (CaF2) a été utilisé pour approfondir l'étude de l'endommagement des cristaux ioniques par irradiation avec ces ions lourds rapides. Quatre techniques ont principalement été employées pour caractériser cet endommagement. Ces techniques d'analyse sont la diffraction de rayons X aux grands angles, la profilométrie de surface, la spectrométrie de rétrodiffusion Rutherford en canalisation et la spectroscopie d'absorption optique UV-visible.
Les résultats de ce travail montrent que le CaF2 répond de manière multiple aux excitations électroniques créées par l'irradiation. Pour des pouvoirs d'arrt supérieurs à environ 5 keV/nm, un phénomène de polygonisation semble se produire. Ceci provoque un désordre structural, un gonflement de 0,27 % du matériau et la formation de fractures. Un deuxième mécanisme d'endommagement est occasionné au-dessus d'environ 13 keV/nm et se traduit par une perte de la structure cristalline d'origine. Cependant, des centres absorbants apparaissent quel que soit le pouvoir d'arrèt des ions, ce qui indique que ces défauts ne peuvent tre la cause des deux mécanismes d'endommagement précédents. L'interprétation par un modèle de pointe thermique permet d'associer les deux seuils précédents respectivement aux énergies de fusion et de sublimation du matériau.

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Caron, Michel. "Influence de la charge du projectile sur l'emission electronique de cibles de carbone irradiees par des ions lourds rapides." Caen, 2000. http://www.theses.fr/2000CAEN2034.

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Abstract:

L'essentiel de l'energie perdue par un ion lourd rapide multicharge dans un solide est depose sur les electrons de la cible et conduit a l'emission d'electrons secondaires et d'electrons auger. Nous avons mesure aupres de l'accelerateur ganil, sous ultravide, sur des surfaces nettoyees par pulverisation ionique les rendements d'electrons secondaires et les distributions en energie des electrons emis par une cible de carbone amorphe soumise a un bombardement d'ions multicharges (q p = 6 a 39), de vitesse constante (e p/m p = 9 mev/u). Comme pour les collisions ion-atome, l'evolution du rendement avec la charge devie d'une simple loi d'echelle en q p 2. Cette dependance est reliee aux interactions primaires entre le projectile et la cible et non a des processus affectant le transport des electrons ejectes. Les spectres mesures indiquent que l'effet de deviation touche uniquement les electrons emis avec une energie cinetique inferieure au seuil d'ionisation 1s du carbone. Nos mesures spectroscopiques montrent aussi qu'un pic hyper satellite d'electrons auger du carbone, du a la double ionisation de la couche 1s, apparait pour les fortes charges projectiles seulement. Le rapport entre les sections efficaces de la double et de la simple ionisation en couche 1s deduit, croit avec q p a partir d'un seuil en charge qui se situe pour cette vitesse projectile autour de q p = 10 et atteint une saturation a environ q p = 20. Les theories existantes proviennent toutes de la physique atomique et semblent inadaptees a la prediction d'un tel taux d'electrons auger lie a la double ionisation de la couche 1s dans le cas d'un solide. Enfin, l'analyse meticuleuse du pic d'electrons auger montre qu'il existe une dependance entre la forme du spectre primaire d'electrons auger et la charge du projectile. Nous discutons une interpretation reliee a une augmentation de la temperature electronique moyenne de la cible au temps caracteristique de la decroissance auger.

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Boccanfuso, Marc. "Relation entre le gonflement et la création de défauts dans les cristaux ioniques irradiés par des ions lourds rapides." Caen, 2001. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002023.

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Abstract:

Lorsque des ions lourds rapides pénètrent dans la matière, ils se ralentissent principalement en déposant leur énergie sur les électrons. Ceci peut conduire à de fortes densités d'excitations électroniques dans le matériau et ainsi à des modifications structurales. Dans ce travail, le fluorure de calcium (CaF2) a été utilisé pour approfondir l'étude de l'endommagement des cristaux ioniques par irradiation avec ces ions lourds rapides. Quatre techniques ont principalement été employées pour caractériser cet endommagement. Ces techniques d'analyse sont la diffraction de rayons X aux grands angles, la profilométrie de surface, la spectrométrie de rétrodiffusion Rutherford en canalisation et le spectroscopie d'absorption optique UV-visible. Les résultats de ce travail montrent que le CaF2 répond de manière multiple aux excitations éléctroniques créées par l'irradiation. Pour des pouvoirs d'arrêt supérieurs à environ 5keV/nm, un phénomène de polygonisation semble se produire. Ceci provoque un désordre structural, un gonflement de 0,27 % du matériau et la formation de ractures. Un deuxième mécanisme d'endommagement est occasionné au-dessus d'environ 13 keV/nm et se traduit par une perte de la structure cristalline d'origine [etc]

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DAPOZ, SYLVIE. "Obtention de biomateriaux par fonctionnalisation de fluoropolymeres radiogreffes avec du styrene a la suite d'irradiation par des ions lourds rapides." Caen, 1996. http://www.theses.fr/1996CAEN2004.

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Abstract:

Cette etude s'inscrit dans le cadre general de la realisation et de la caracterisation de polymeres hemocompatibles susceptibles d'etre utilises en tant que protheses vasculaires de diametre inferieur a 4 mm. La synthese de ces nouveaux materiaux repose d'une part sur le radiogreffage de styrene dans des films de fluoropolymeres (polyfluorure de vinylidene: pvdf, et son copolymere avec l'hexafluoropropylene: p(vdf - hfp)) a la suite d'irradiations avec des ions lourds rapides, et d'autre part sur la fonctionnalisation des noyaux aromatiques du styrene par des groupements heparin - like (sulfonates et sulfonamides d'acide aspartique). La determination de la nature des groupements fonctionnels presents dans le volume (spectroscopie infrarouge a transformee de fourier: ftir) et a la surface (spectroscopie de photoelectrons: xps) des polymeres permet de demontrer la faisabilite des differentes etapes de synthese (radiogreffage et fonctionnalisation). Par l'analyse des variations d'intensite des raies composant les spectres xps, une estimation quantitative raisonnable de la composition moleculaire de la surface du materiau, apres chaque phase du traitement, a pu etre realisee. Une influence des conditions de radiogreffage sur la quantite et la repartition du polystyrene (ps) a la surface du polymere substrat a egalement ete mise en evidence par xps. L'optimisation des parametres caracteristiques des diverses etapes de la synthese a ete realisee de facon a obtenir un materiau dont la surface soit recouverte de maniere homogene par du polystyrene fonctionnalise majoritairement par des groupements sulfonamides. L'existence d'un gradient de concentration en ps dans l'epaisseur du film est clairement mise en evidence par la determination de la quantite de ps presente dans differentes epaisseurs de l'echantillon (xps, atr (spectroscopie infrarouge par reflection totale attenuee) et ftir)

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Crépin-Hémon, Stéphanie. "Irradiation de cibles nanometriques par des ions lourds rapides : etude par diffraction x de la modification structurale de l'oxyde d'yttrium." Caen, 1998. http://www.theses.fr/1998CAEN2036.

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Abstract:

L'endommagement induit par irradiation avec des ions lourds rapides est connu dans les materiaux massifs. Que devient-il quand la dimension des cristallites de la cible devient de l'ordre de la dizaine de nanometres ? nous avons irradie quatre types d'echantillons d'oxyde d'yttrium (dont l'endommagement se traduit par une transition de la phase cubique vers la phase monoclinique caracterisee par diffraction x) : monocristaux, frittes, poudres non broyees et broyees. Nous avons constate que : i) les monocristaux sont insensibles au pouvoir d'arret electronique ; ii) les echantillons frittes ne presentent pas ou presentent peu la transition de phase sous irradiation ; iii) les poudres non broyees transitent plus facilement que les echantillons frittes vers la phase monoclinique ; iv) cette transition apparait plus nettement dans les poudres broyees. L'existence d'un effet de taille des cristallites de la cible est mis en evidence. Il est egalement apparu que le role de la fraction volumique initiale de phase monoclinique est important. En outre, pour les poudres, il existe un seuil en pouvoir d'arret electronique et au-dessus de ce seuil, la facilite de la transition de phase augmente avec le pouvoir d'arret electronique. Les calculs de pointe thermique donnent des resultats coherents avec les resultats experimentaux : i) les petits cristallites transitent entierement d'une structure cubique vers une structure monoclinique ; ii) l'elevation de pression locale, liee a l'elevation de temperature consecutive au passage de l'ion, est compatible avec la transition de phase observee.

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Tippayamontri, Thititip. "Simulation Monte-Carlo de la radiolyse du dosimètre de Fricke par des neutrons rapides." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4013.

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Abstract:

Monte-Carlo calculations are used to simulate the stochastic effects of fast neutron-induced chemical changes in the radiolysis of the ferrous sulfate (Fricke) dosimeter. To study the dependence of the yield of ferric ions, G(Fe[superscript 3+]), on fast neutron energy, we have simulated, at 25 [degree centigrade], the oxidation of ferrous ions in aerated aqueous 0.4 M H[subscript 2]SO[subscript 4] (pH 0.46) solutions when subjected to ~0.5-10 MeV incident neutrons, as a function of time up to ~50 s. The radiation effects due to fast neutrons are estimated on the basis of track segment (or"escape") yields calculated for the first four recoil protons with appropriate weighting according to the energy deposited by each of these protons. For example, a 0.8-MeV neutron generates recoil protons of 0.505, 0.186, 0.069, and 0.025 MeV, with linear energy transfer (LET) values of ~41, 69, 82, and 62 keV/[micro]m, respectively. In doing so, we consider that further recoils make only a negligible contribution to radiation processes. Our results show that the radiolysis of dilute aqueous solutions by fast neutrons produces smaller radical yields and larger molecular yields (relative to the corresponding yields for the radiolysis of water by [superscript 60]Co [gamma]-rays or fast electrons) due to the high LET associated to fast neutrons. The effect of recoil ions of oxygen, which is also taken into account in the calculations, is shown to decrease G(Fe[superscript 3+]) by about 10%. Our calculated values of G(Fe[superscript 3+]) are found to increase slightly with increasing neutron energy over the energy range covered in this study, in good agreement with available experimental data. We have also simulated the effect of temperature on the G(Fe[superscript 3+]) values in the fast neutron radiolysis of the Fricke dosimeter from 25 to 300 [degree centigrade]. Our results show an increase of G(Fe[superscript 3+]) with increasing temperature, which is readily explained by an increase in the yields of free radicals and a decrease in those of molecular products. For 0.8-MeV incident neutrons (the only case for which experimental data are available in the literature), there is a ~23% increase in G(Fe[superscript 3+]) on going from 25 to 300 [degree centigrade]. Although these results are in reasonable agreement with experiment, more experimental data, in particular for different incident neutron energies, would be needed to test more rigorously our Fe[superscript 3+] ion yield results at elevated temperatures.

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Regan, Cyril. "Modéles réduits pour le transport de particules rapides dans le cadre de la fusion par confinement inertiel." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14138/document.

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Abstract:

Le transport de l'énergie dans le cadre du schéma d'allumage rapide pour la Fusion par Confinement Inertiel (FCI) se fait au moyen d'électrons relativistes ou d'ions rapides. Le transport des particules et le processus de dépôt d'énergie induisent une physique complexe dont la description détaillée requiert des calculs cinétiques multidimensionnels précis. Exigeant en ressources informatiques, ces modules de transport cinétiques sont peut compatibles avec les soucis d'efficacité des utilisateurs de codes hydrodynamiques.Un des enjeux actuels consiste à développer méthodes efficaces qui rendent compte des principales caractéristiques du processus de transport cinétique et qui soient suffisamment rapides pour être couplées à un calcul intégré d'assemblage de combustible et de combustion. J'ai étudié dans ce travail deux modèles de transport de particules chargées, qui tendent à répondre à ces besoins. Le premier modèle (Trumpet) est une extension à deux dimensions d'un modèle simplifié considérant un angle de diffusion moyen. Le second modèle (M1) est une simplification des équations de Fokker Planck basée sur une fermeture angulaire respectant le principe de minimisation d'entropie.Ces deux modèles ont été implémentés et intégrés dans le code hydrodynamique du CELIA (CHIC). Après avoir étudié les avantages et les limites de ces modèles, je les ai appliqué au calcul de dépôt d'ions énergétiques dans une cible compressée. Nous avons modélisé un diagnostic d'imagerie protonique d'une expérience de compression d'un cylindre par laser et analysé l'allumage d'une cible par des ions de deutérium tritium et de carbone accélérés au moyen d'impulsions ultra intense
The energy transport in the Fast Ignition scheme within the framework of Inertial Confinement Fusion (ICF) is done by means of energetic charged particles, relativistic electrons or fast ions. The particle transport and energy deposition process is rather complicated and its detailed description requires large scale kinetic multidimensional calculations. These codes are CPU time consuming and cannot be easily implemented in radiation hydrodynamic codes that describe the fuel assembly, resulting energy deposition and the combustion. Reduced methods are needed that account for the main features of the kinetic transport process and are sufficiently fast and efficient to be introduced directly in an hydrodynamic module. We have developed two reduced models of charged particles transport, suitable for integration in hydro-codes. The first model, called Trumpet, is a two-dimensional extension of a simplified 1D model for the average scattering angle. The second model called M1 is a simplification of the Fokker Planck equation, based one the angular closure respecting the minimum entropy principle. These two models have been integrated in the CELIA hydrodynamic code (CHIC). After considering the advantages and limitations of these models, we used them to calculate the ion energy deposition in a compressed target. We have modelled the protonic radiography of a cylindrical laser-driven impulsion, and analyse a new fast ignition scheme with fast deuterium tritium and carbon ions accelerated by laser

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Dufour, Christian. "Modelisation de la formation de traces dues au ralentissement electronique des ions lourds rapides dans les materiaux metalliques et etudes experimentales dans le bismuth." Caen, 1993. http://www.theses.fr/1993CAEN2003.

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Abstract:

Une particule chargee qui traverse une cible solide subit des collisions elastiques avec les noyaux de la cible et inelastiques avec les electrons. Ces collisions successives provoquent des degats et laissent ainsi une trace le long de la trajectoire de l'ion. Le processus de chocs elastiques est maintenant bien cerne sur les plans theorique et experimental. Le processus de collisions sur les electrons constitue la cause majeure du ralentissement des ions lourds rapides dans la matiere. Comment l'energie deposee sur les electrons peut-elle conduire a la creation de defauts dans le reseau atomique? le present travail traite la question en developpant le modele de la pointe thermique. Le materiau cible est considere comme un ensemble de deux systemes en interaction: les electrons et atomes decrits par leurs coefficients thermodynamiques (chaleur specifique et diffusivite thermique). L'energie deposee sur les electrons se repartit par diffusion thermique dans le gaz d'electrons et par interaction electron-phonon dans le reseau atomique. Il en resulte pour le reseau atomique une elevation de temperature pouvant provoquer une fusion, puis une trempe par contact thermique avec le milieu ambiant. Il apparait alors une trace supposee cylindrique. Le calcul numerique donne les temperatures electronique (t#e) et atomique (t#a) a tout instant t et rayon r de l'axe du passage de l'ion. On determine le rayon de trace pour lequel t#a #m#a#x#it#f#u#s#i#o#n. Parallelement a cette approche theorique, nous avons etudie experimentalement, dans le bismuth, les effets d'irradiations aux ions lourds (o, mg, kr, xe, ta, pb et u). Un fort effet du ralentissement electronique a ete mis en evidence par l'etude des courbes d'accroissement de resistivite en fonction du nombre d'ions recus. On en tire des rayons de trace que l'on compare aux rayons calcules dans le cadre du modele thermodynamique

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Dufour, Christian. "Modélisation de la formation de traces dues au ralentissement électronique des ions lourds rapides dans les matériaux métalliques et études expérimentales dans le bismuth /." Gif-sur-Yvette : Commissariat à l'énergie atomique, 1993. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35581763n.

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Rangama, Jimmy. "Ionisation et excitation de l'atome de lithium par impact de particules chargées rapides : identification des mécanismes de création de deux lacunes en couche K du lithium en fonction de la charge et de la vitesse du projectile." Caen, 2002. http://www.theses.fr/2002CAEN2041.

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Abstract:

La spectroscopie d'électrons Auger est utilisée pour l'étude expérimentale des processus d'ionisation et d'excitation électronique de l'atome de lithium par impact d'ions (Kr34+ et Ar18+) et d'électrons à haute vitesse (de 6 à 60 u. A. ). L'objectif est de déterminer la contribution relative des mécanismes responsables de l'ionisation-excitation en couche K du lithium pour des projectiles de charges Zp et de vitesses Vp différentes. Un large domaine de paramètres de perturbation \Zp\/vp est exploré (\Zp\vp = 0,05 - 0,7 u. A. ). Les résultats sur la simple excitation en couche K montrent que l'interaction projectile-électron donne essentiellement lieu à une transition dipolaire 1s -> np. Dans le cas de l'ionisation-excitation en couche K, l'accent est mis sur la séparation des mécanismes TS2 (deux interactions projectile-électron indépendantes) et TS1 (une interaction projectile-électron) responsables de la formation des états 2snp1,3P et 2sns1,3S du lithium. Lors du processus TS1, l'interaction projectile-électron peut être suivie d'une interaction électron-électron (processus diélectronique) ou d'un réarrangement du cortège électronique après changement brutal du potentiel au sein de la cible (processus shake). Des calculs ab initio sont effectués dans le cadre de la théorie de Born. Le bon accord observé entre le calcul et l'expérience valide l'identification des mécanismes. Dans le cas des états P, le processus TS1 est dominant pour de faibles valeurs de \Zp\/Vp, alors que le processus TS2 est prépondérant aux grandes valeurs de \Zp\vp. Le processus shake ne pouvant peupler les états P de façon significative, la séparation de TS1 et TS2 conduit directement à la mise en évidence de la nature diélectronique du processus TS1. À ce jour, seul le caractère shake de TS1 permet de comprendre que la configuration 2s3s soit préférentiellement peuplée par rapport à 2s2.

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Aymes-Chodur, Caroline. "Radiogreffage de fluoropolymères en vue de l'obtention de surfaces hémocompatibles : étude comparative de l'influence des ions lourds rapides (E>1 MeV/uma) et des rayonnements gamma." Bordeaux 2, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR28595.

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PETERSOHN, ELEONORA. "Etude du radiogreffage du methacrylate de methyle induit par des ions lourds rapides (e > 1mev/uma) dans les polymeres fluores ferroelectriques : modification des transitions de phases." Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066696.

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Abstract:

Cette these concerne le radiogreffage du methacrylate de methyle induit par des ions lourds rapides dans les polymeres fluores ferroelectriques: le polyfluorure de vinylidene (pvdf) et le copolymere de pvdf avec le trifluoro ethylene p(vdf/trfe). Nous nous sommes interesses a l'influence des differents parametres, tels que les parametres cinetiques (temps de greffage), les parametres d'irradiation (dose, fluence, pouvoir d'arret electronique) et les parametres lies au polymere substrat (structure cristalline, texture), sur le greffage et les modifications des transitions de phases. Les irradiations avec des ions lourds rapides entrainent des scissions de chaines macromoleculaires et les reticulations, qui agissent sur le mecanisme de radiogreffage. Le nombre et le type des radicaux amorcant le radiogreffage ont ete evalues en fonction de la fluence d'irradiation, du type d'ion, de la temperature et du temps de recuit par resonance paramagnetique electronique. L'evolution du taux et de la vitesse de greffage est fortement modifiee par les parametres etudies, et attribuee aux effets caracteristiques des ions lourds rapides: le debit de dose et le recouvrement de traces latentes. Les etudes sur la structure des polymeres greffes nous ont menes a deux modeles de greffage differents selon le polymere substrat. La caracterisation des transitions de phases a ete realisee par calorimetrie differentielle a balayage et par des mesures dielectriques. Nous avons mis en evidence l'influence des parametres d'irradiation et de radiogreffage sur les temperatures de fusion et de cristallisation, les transitions ferroelectriques et la transition vitreuse des polymeres ferroelectriques. Les modifications de la cristallinite et de la constante dielectrique des polymeres greffes ont egalement ete analysees

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RANGAMA, Jimmy. "Ionisation et excitation de l'atome de lithium par impact de particules chargées rapides : Identification des mécanismes de création de deux lacunes en couche K du lithium en fonction de la charge et de la vitesse du projectile." Phd thesis, Université de Caen, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002125.

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Abstract:

La spectroscopie d'électrons Auger est utilisée pour l'étude expérimentale des processus d'ionisation et d'excitation électronique de l'atome de lithium par impact d'ions (Kr34+ et Ar18+) et d'électrons à haute vitesse (de 6 à 60 u.a.). L'objectif est de déterminer la contribution relative des mécanismes responsables de l'ionisation-excitation en couche K du lithium pour des projectiles de charges Zp et de vitesses vp différentes. Un large domaine de paramètres de perturbation |Zp|/vp est exploré (|Zp|/vp = 0,05 - 0,7 u.a.). Les résultats sur la simple excitation en couche K montrent que l'interaction projectile-électron donne essentiellement lieu à une transition dipolaire 1s -> np Dans le cas de l'ionisation-excitation en couche K, l'accent est mis sur la séparation des mécanismes TS2 (deux interactions projectile-électron indépendantes) et TS1 (une interaction projectile-électron) responsables de la formation des états 2snp 1,3P et 2sns 1,3S du lithium. Lors du processus TS1, l'interaction projectile-électron peut être suivie d'une interaction électron-électron (processus diélectronique) ou d'un réarrangement du cortège électronique après changement brutal du potentiel au sein de la cible (processus shake). Des calculs ab initio sont effectués dans le cadre de la théorie de Born. Le bon accord observé entre le calcul et l'expérience valide l'identification des mécanismes. Dans le cas des états P, le processus TS1 est dominant pour de faibles valeurs de |Zp|/vp, alors que le processus TS2 est prépondérant aux grandes valeurs de |Zp|/vp. Le processus shake ne pouvant peupler les états P de façon significative, la séparation de TS1 et TS2 conduit directement à la mise en évidence de la nature diélectronique du processus TS1. Les états S sont, quant à eux, quasi exclusivement peuplés par le processus TS1. À ce jour, seul le caractère shake de TS1 permet de comprendre que la configuration 2s3s soit préférentiellement peuplée par rapport à 2s2.

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Clochard, Marie-Claude. "Des polymérisations classiques en solution aux polymérisations radio-induites contrôlées en milieu confiné." Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00823555.

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Abstract:

Le manuscrit HDR de Mme Marie-Claude Dubois-Clochard relate les principaux résultats acquis en synthèse et structuration à l'échelle nanométrique de polymères fonctionnels. Si la synthèse de polymères fonctionnels est à la base des études abordées, l'ordre chronologique des activités de Recherche de 1995 à 2013 montre une évolution des polymérisations classiques en solution vers des polymérisations radio-induites contrôlées par mécanisme RAFT en milieu confiné. L'innovation porte sur le développement de nouveaux objets polymères et composites organique/inorganique façonnés à l'échelle nanométrique aux propriétés physiques et physico-chimiques originales. Trois domaines d'application se détachent : l'Energie-Environnement (Moteurs, Piles à combustible, Capteurs pour la qualité de l'Eau), la Santé (Nanovecteurs pour Thérapie cancéreuse et imagerie, translocation d'ions ou de molécules à travers un nanopore unique dans une membrane polymère) et les Nanotechnologies (Magnétorésistance d'un nanofil magnétique unique de forme cylindrique ou biconique). Les résultats marquants ont été : - l'établissement d'isothermes d'adsorption de type bi-langmuir à l'interface solide/liquide organique pour des macromolécules tensioactives à faible concentration, et, à forte concentration, un comportement particulier de réorganisation de ces mêmes macromolécules, non pas en couches alternées, mais sous forme d'hémicelles inverses. - la synthèse d'un polymère pH-dégradable innovant permettant une dégradation hydrolytique en passant de pH 7.4 (Sang) à pH 5.5 (Lysosome intracellulaire) en vue de délivrer des toxines dans les cellules tumorales (Santé). - la démonstration de l'effet coopératif solvant/polymère en croissance pour la pénétration du greffage induit par irradiation dans des films fluoropolymères. - la synthèse de membranes polymères nanoporeuses à traces attaquées bi-fonctionnelles ayant une fonctionnalité dans les pores et une autre en surface. Cette membrane, après transformation en électrode par simple métallisation aura fait l'objet de projets de valorisation en vue d'une création de start-up et/ou de transfert de technologie pour le développement d'un détecteur de traces métaux lourds dans l'eau traitée (Environnement). Dans la même thématique, la fonctionnalisation directe des traces dans les films de polymères irradiés aux ions lourds rapides du GANIL a permis de développer de nouvelles membranes conductrices de protons pour les piles à combustible (Energie) - l'observation non-décrite d'effets coopératifs sur la mobilité des ions dans un milieu confiné créé par un nanopore cylindrique unique dans une membrane fine de fluoropolymère. L'effet accélérateur ou décélérateur de la mobilité des ions confinés dans le pore aux parois chargées semble dépendre uniquement de la nature chimique des ions et de leur concentration. - L'observation de sauts de résistance bien au-delà de la magnétorésistance d'un nanofil magnétique biconique (constriction de l'ordre de la dizaine de nanomètre) sous champ magnétique ayant une dépendance à la fois en angle et en intensité de courant injecté. Effets de relaxations avant et après saut montrant un système énergétiquement activé. - Le contrôle de taille des nanopores d'une membrane polymère par polymérisation radio-induite contrôlée par mécanisme RAFT.

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Sall, Mamour. "Irradiation par des ions de grande énergie de semiconducteurs III-N (AlN, GaN, InN) : création de défauts ponctuels et étendus." Phd thesis, Université de Caen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00936879.

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Abstract:

Les matériaux semiconducteurs III N (AlN, GaN, InN) présentent des propriétés intéressantes pour la micro et l'opto-électronique. Ils peuvent être soumis à différents types d'irradiation dans une large gamme d'énergie de projectile. Dans l'AlN, initialement considéré insensible aux excitations électroniques (Se), nous avons mis en évidence une synergie inédite entre Se et les chocs nucléaires (Sn) pour la création de défauts absorbants à 4.7 eV. Par ailleurs, un autre effet du Se est mis en évidence dans l'AlN : les dislocations vis subissent, sous l'effet du Se, une montée aux fortes fluences d'irradiation. Dans le GaN, deux mécanismes de création peuvent être à l'origine des défauts absorbants à 2.8 eV: une synergie entre Se et Sn, ou une création uniquement due à Sn mais avec un fort effet de la taille des cascades de déplacement. L'étude, par MET, des effets de Se dans les trois matériaux, montre un comportement très différent d'un matériau à l'autre bien qu'ils appartiennent à la même famille des nitrures avec la même structure atomique. Sous irradiation aux ions monoatomiques (vitesse entre 0.4 et 5 MeV/u), tandis que l'on observe des traces discontinues dans le GaN et l'InN, aucune trace n'est observée dans l'AlN avec le plus fort pouvoir d'arrêt électronique (33 keV/nm). Il faut des fullerènes pour observer des traces dans l'AlN. Le modèle de la pointe thermique inélastique a permis de calculer les énergies nécessaires pour produire des traces dans l'AlN, le GaN et l'InN, elles sont respectivement de 4.2 eV/atome, 1.5 eV/atome et 0.8 eV/atome. Cette différence de sensibilité aux effets de Se, se retrouve également aux fortes fluences d'irradiation.

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Liu, Dongya. "Analyse des méthodes à potentiel et à courant imposé pour des réactions avec dépôt métallique rapides et lentes : dépôt d'argent sur or dans HNO3 1 M, KNO3 1 M et dans le liquide ionique [EMIM][NTf2] anhydre ou humide." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066427/document.

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Abstract:

Des méthodes électrochimiques à potentiel et à courant imposé appliquées à l'étude des réactions avec dépôt métallique sur un métal de même nature ou sur un substrat étranger sont examinées. Des précisions inédites concernant la voltamétrie à escalier de potentiel et la voltamétrie à signaux carrés de potentiel pour les réactions rapides et lentes avec et sans nucléation tridimensionnelle sont apportées. Les conclusions théoriques sont validées par l'étude du couple Ag(I)/Ag sur les électrodes d'or et d'argent dans HNO3 1 M, KNO3 1 M et dans le liquide ionique [EMIM][NTf2] anhydre ou humide. Le dépôt d'argent s'effectue sans aucune surtension de nucléation tridimensionnelle seulement dans HNO3 et dans [EMIM][NTf2] anhydre. La réaction électrochimique est rapide dans les solutions aqueuses et dans [EMIM][NTf2] humide tandis qu'elle est lente dans [EMIM][NTf2] anhydre. Les paramètres cinétiques sont déterminés par simulation numérique
Electrochemical methods with potential or current imposing for the study of reactions with metal deposition on the same metal and on foreign substrate are reviewed. New information is provided on staircase voltammetry and square wave voltammetry for fast and slow electrode reactions with and without three-dimensional nucleation. Theory is validated through the study of Ag(I)/Ag couple on gold and silver electrodes in 1 M HNO3, 1 M KNO3 and in dry or wet [EMIM][NTf2] ionic liquid. Silver deposition takes place without any three-dimensional nucleation overvoltage only in HNO3 and in dry [EMIM][NTf2]. The electrochemical reaction is fast in aqueous solutions and in wet [EMIM][NTf2] while it is slow in dry [EMIM][NTf2]. Kinetic parameters are determined by numerical simulation

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Vickridge, Ian Cameron. "Theorie stochastique de la perte d'energie des ions rapides et sa mise en uvre pour le profilage a haute resolution en profondeur par resonances nucleaires etroites. Applications a des experiences de tracage par isotopes stables en sciences des materiaux." Paris 7, 1990. http://www.theses.fr/1990PA077229.

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Abstract:

L'application de la theorie stochastique de la perte d'energie des particules chargees dans la matiere au calcul de courbes d'excitation obtenues autour de resonances etroites, d'interet pour le profilage des elements legers en sciences des materiaux, est presentee. La theorie a ete mise en uvre en fortran sur pc dans un ensemble de logiciels appele spaces. Il apparait qu'a la surface, la resolution en profondeur au sens strict est moins bonne que celle generalement admise; en revanche la sensibilite en surface a la presence de noyaux non resonants est excellente. L'utilisation de la theorie en sciences des materiaux est illustree par plusieurs applications avec tracage avec des isotopes stables, et la theorie est utilisee, avec des calculs monte-carlo supplementaires pour l'interpretation d'une experience de mesure de la variation de la perte d'energie des protons, canalises selon l'axe 110 dans un monocristal d'aluminium, avec le parametre d'impact. L'application du tracage isotopique par #3#0si a l'implantation a haute dose d'oxygene a 200 kev dans le silicium montre que l'auto-interstitiel direct de silicium a une vie moyenne courte, prenant rapidement la configuration indirecte. L'application de profilage par resonance nucleaire a la datation des silex travailles est presentee, avec des resultats qui demontrent que la technique de la taille du silex co-existait avec la technologie de l'age du bronze (il y a 2900 ans) a fort harrouard (france). Une nouvelle methode de mesure de la stoechiometrie relative du nitrure de silicium depose sur asga est presentee, avec application a l'etude des couches minces elaborees par pulverisation magnetron

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Sharples, Joseph William. "Cooling rapidly and relaxing slowly with 4f ions." Thesis, University of Manchester, 2013. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/cooling-rapidly-and-relaxing-slowly-with-4f-ions(fab0aa0f-1ab7-4016-9d97-5edf6a629fa8).html.

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Abstract:

Anisotropic magnetic materials have been proposed over the past twenty years or so as candidates for high density storage, so-called Single-Molecule Magnets (SMMs). These may in future be used to store data at the level of an individual molecule. Separately, isotropic materials may be harnessed for their large magnetocaloric effect which enables them to be used as refrigerants. This can potentially replace the increasingly rare and therefore expensive 3He and 4He currently employed either separately or in 3He-4He dilution refrigerators. This thesis examines the use of lanthanide(III) ions for these applications, by detailing the synthesis, characterisation and performance of three new classes of zero-dimensional compounds, {LnIII2}, {LnIII2ZnII4} and {LnIII7}. These are assessed by several techniques including SQUID magnetometry, heat capacity measurements luminescence spectroscopy, Electron Paramagnetic Resonance and ab initio calculations. In doing so we extended the use of a tripodal ligand widely employed in 3d chemistry to 4f ions, and found only the second 3d-4f phosphonate SMM. Investigating several members of a known three-dimensional lanthanide(III) polymer, {LnIII}n, showed the isotropic gadolinium(III) analogue is one of the very best of all known magnetic refrigerants in the low-temperature regime.

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Kaabi, Lanouar. "Etude de bore implante a faible énergie dans le système SIO2/Si-MONO : Effet d'un recuit thermique RTA sur la diffusion de l'implant et le spectre de défauts ponctuels." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0074.

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Abstract:

La tendance permanente vers la minimisation des dispositifs de l'électronique est à l'origine de nombreux phénomènes physiques liés principalement à l'effet de géomètre. En particulier, l’apparition du phénomène de perçage « punch through » résultant e la réduction des canaux des transistors MOS, exige la mise au point de jonctions à la fois peu profondes et fortement dopées. Une distribution superficielle initiale du dopant implanté donne naissance à des jonctions peu profondes à la suite des différents traitements thermiques ? Afin d'éviter certains phénomènes qui ont tendance à s'opposer à la réalisation des jonctions assez étroites, nous nous sommes particulièrement intéressés à l'implantation du dore à travers une couche protectrice en oxyde. Cette technique permet en l’occurrence de minimiser les effets indésirables du phénomène de la canalisation. La cinétique de la diffusion du bore implanté a été étudiée sous l'effet d'un recuit rapide isotherme selon le budget thermique appliqué. Au cours des traitements thermiques, le caractère transitoire du phénomène de diffusion de l'implant est d'autant plus prononcé que l'épaisseur de la couche protectrice est plus petite que le parcours moyen projeté. De ce fait, le long de cette étude, nous nous sommes intéressées à : -l'influence de la couche protectrice et de son épaisseur, -l'effet d'un recuit rapide isotherme sur la redistribution spatiale du bore, - le nature et l'évolution en terme de concentration apparente qu cours du recuit des principaux défauts électroniquement actifs
The permanent trend toward the miniaturisation of electronic devices results in new physical phenomenon due to the geometric effects. In particular, the undesirable short channel effects of MOS transistors as the « punch through », require shallower and high doped junctions. A first shallower implant profile would leads to a shallower junction following the different rapid thermal treatments. In order to circum vent all phenomenon inadequate for the control for shallower junction, we are interested to the boron implantation through a protecting oxide layer. This technique restricts or even completely eliminates the ion channelling phenomenon. The diffusion kinetics of implanted boron are investigated following the rapid thermal treatment as a function of applied thermal budget. During thermal treatment, he diffusion phenomenon is more pronounced as the protecting layer thickness is little than the projected range. In this study, the investigations are reported essentially on : -the influence of the protecting oxide and its thickness, - the effects of rapid thermal treatment on the spatial redistribution of implanted boron, - the nature and evolution in terms of apparent concentration during the anneal of point defects electrically active

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Legou, Thierry. "Etude et réalisation d'une chaine d'instrumentation numérique rapide pour l'identification des ions." Phd thesis, Université de Caen, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002517.

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Abstract:

Ce travail traite d'un système d'Identification Rapide des Ions et de Spectroscopie (IRIS), développé pour la recherche des noyaux de fusion super-lourds. La mesure de l'énergie du noyau, ainsi que l'enregistrement de sa chaîne de décroissance alpha, imposent à l'instrumentation des contraintes spécifiques. Celles-ci concernent la dynamique d'énergie que l'instrumentation doit accepter, mais aussi son temps de récupération après implantation du noyau de fusion dans le détecteur. Le système IRIS est placé en sortie d'un préamplificateur de charge, lui-même connecté à un détecteur (Si) de particule. Le principe du système consiste à numériser le signal de sortie du préamplificateur auquel deux traitements numériques du signal sont appliqués. Le premier traitement a pour but de détecter l'interaction de la particule avec le détecteur. Le second traitement permet de mesurer la charge créée dans le détecteur lors de l'interaction. Le caractère programmé des traitements autorise de nombreuses possibilités concernant tant le choix de la nature des traitements que celui des réglages de leurs paramètres de fonctionnement. Après avoir montré l'impossibilité d'utiliser une chaîne d'électronique conventionnelle pour la détection des noyaux de fusion, la structure d'IRIS est présentée ainsi que différents traitements numériques (étude et tests).

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Legou, Thierry. "Etude et réalisation d'une chaîne d'instrumentation numérique rapide pour l'identification des ions." Caen, 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002517.

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Abstract:

Ce travail traite d'un système d'Identification Rapide des Ions et de Spectroscopie (IRIS), développé pour la recherche des noyaux de fusion super-lourds. La mesure de l'énergie du noyau, ainsi que l'enregistrement de sa chaîne de décroissance alpha, imposent à l'instrumentation des contraintes spécifiques. Celles-ci concernent la dynamique d'énergie que l'instrumentation doit accepter, mais aussi son temps de récupération après l'implantation du noyau de fusion dans le détecteur. Le système IRIS est placé en sortie d'un préamplificateur de charge, lui-même connecté à un détecteur (Si) de particule. Le principe du système consiste à numériser le signal de sortie du préamplificateur auquel deux traitements numériques du signal sont appliqués. Le premier traitement a pour but de détecter l'interaction de la particule avec le détecteur. Le second traitement permet de mesurer la charge créée dans le détecteur lors de l'interaction. Le caractère programmé des traitements autorise de nombreuses possibilités concernant tant le choix de la nature des traitements que celui des réglages de leurs paramètres de fonctionnement. Après avoir montré l'impossibilité d'utiliser une chaîne d'électronique conventionnelle pour la détection des noyaux de fusion, la structure d'IRIS est présentée ainsi que différents traitements numériques (étude et tests).

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Roubin, Jean-Pierre. "Étude de l'injection d'atomes neutres rapides dans le tokamak T. F. R." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112194.

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Lors des expériences d'injection d'atomes neutres rapides dans le tokamak TFR, les élévations de température du plasma sont faibles et saturent à forte puissance. Ce fait amène à remettre en question le schéma classique du transfert de la puissance injectée au plasma thermique et à vérifier expérimentalement ses étapes successives. La transmission et la capture des faisceaux d'atomes neutres dans le plasma sont mesurées par des méthodes calorimétriques et les valeurs obtenues sont en bon accord avec les calculs classiques. Le confinement et la thermalisation des ions rapides sont ensuite étudiés par trois méthodes indépendantes:-l'analyse des atomes neutres rapides d'échange de charge quittant le plasma (un faisceau auxiliaire de neutres modulé permet des mesures résolues spatialement),-l'analyse des flux de neutrons produits lors de l'injection d'ions deutérium dans un plasma de deutérium,-la mesure des courants d'ions rapides non confinés à cause des modulations du champ magnétique toroïdal. Ces expériences montrent qu'un mécanisme non classique transporte les ions injectés les plus énergiques vers la périphérie du plasma. Ce phénomène limite la puissance que l'on peut coupler au centre du plasma et contribue à la détérioration du confinement de l'énergie. On établit alors les rôles respectifs des populations thermiques et non thermiques dans le bilan d'énergie du plasma
During neutral beam injection experiments on TFR, the increase of the plasma temperature appears to be weak and is saturating at high power. This observation leads to question the classical scheme of power coupling to thethermal plasma and tocheck experimentally its successive stepsheck experimentally its successive steps. First of all, the neutral beam transmission and capture in the plasma, measured by calorimetric methods, are in agreement with the classical calculations. Next the confinement and thermalization of the fast ions is reviewed by means of three different measurements:- charge exchange analysis of fast neutrals leaving the plasma (an auxiliary modulated neutral beam gives a spatially resolved measurement)- neutron flux analysis during injection of deuterium ions into a deuterium plasma- measurement of the fast ions trapped in the toroidal magnetic field ripples. These experiments show that a non-classical mechanism transports the most energetic ions towards the plasma periphery. This phenomenon then limits the overall power that can be effectively absorbed in the plasma centre and contributes to deteriorate the energy confinement. Finally, the respective role of thermal and non-thermal populations in the power balance is addressed

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Dolla, Laurent. "Accélération et chauffage des ions lourds dans le vent solaire rapide : modélisations et comparaisons expérimentales." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011755.

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Abstract:

La résonance cyclotronique ionique est utilisée dans certains modèles pour fournir la contribution nécessaire à l'accélération du vent solaire "rapide", voire pour chauffer la couronne solaire. Elle est souvent associée, dans ces modèles, à une cascade turbulente d'ondes d'Alfvén, dont les ondes cyclotroniques ioniques constituent la limite haute-fréquence. Ces modèles s'appuient en particulier sur certaines caractéristiques des distributions cinétiques ioniques observées dans la haute couronne (par spectroscopie) et dans le vent solaire (mesures in situ), telles que chauffage préférentiel en fonction du rapport charge-sur-masse (q/m), anisotropies de températures, ou vitesses différentielles.
L'objet principal de cette thèse consiste à mettre en évidence des signatures d'ondes d'Alfvén et d'ondes cyclotroniques dans la basse couronne solaire (<1.5 rayons solaires), dans l'intention de mieux contraindre l'énergie réellement présente sous forme d'ondes, et celle effectivement dissipée dans la couronne.
Pour cela, j'ai utilisé les largeurs des raies coronales appartenant à des ions de différents q/m, observées à l'aide du spectromètre SUMER opérant dans l'extrême-UV, et embarqué à bord du satellite SOHO. J'ai séparé les deux principales contributions à ces largeurs : effets Doppler thermique et "non-thermique" (lequel est potentiellement dû à la présence d'ondes d'Alfvén), en analysant le gradient des largeurs en fonction de l'altitude au dessus du limbe solaire. Lors de ce travail, j'ai montré l'importance de corriger les profils de raies observés de l'effet de la lumière diffusée instrumentale.
J'ai mis en évidence deux signatures de chauffage préférentiel dans un trou coronal : les ions de plus petits q/m sont plus chauds que les autres à une altitude donnée, et ils sont davantage chauffés quand l'altitude augmente. Par ailleurs, les courbes de températures en fonction de q/m présentent une tendance similaire dans un trou coronal et dans une région de "soleil calme", ce qui laisse penser que la résonance cyclotronique ionique se produit à toutes les latitudes.
Ces résultats me permettent de suggérer quelques pistes pour la modélisation des échanges entre ondes, ions minoritaires et protons.

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Van, Geertruyden Anne. "Dissipation et fluctuations dans les collisions entre ions lourds: réactions profondément inélastiques et fission rapide." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1985. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/213619.

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Dissertations / Theses on the topic 'Ions rapides'

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