Méthodes sans-orbitales pour la matière dense et chaude - Jean Clérouin (CEA, France)

Méthodes sans-orbitales pour la matière dense et chaude
Jean Clérouin
CEA, DAM, DIF

Résumé: Après un bref rappel historique, nous présentons quelques résultats obtenus par la méthode de simulation sans-orbitales appliquée aux plasmas denses et chauds (10 < T < 10000 eV). Cette approche, qui est une extension semi-classique naturelle de la théorie de la fonctionnelle de la densité utilisant la théorie de Thomas-Fermi, est particulièrement adaptée aux hautes températures. L'ionisation des atomes n'est pas une donnée a priori, mais s'adapte en permanence aux conditions thermodynamiques. Dans le cas d'un chauffage isochore, il en résulte une auto-organisation du plasma qui préserve la structure sur une large gamme de températures : le Gamma-plateau. Nous introduisons ensuite le concept de plasma à une composante effectif qui permet de prédire beaucoup de propriétés du plasma (spectres Thomson par exemple) en se passant de termes supplémentaires ad-hoc pour décrire les interactions. Ce concept a notamment permis de mettre en évidence des déséquilibres importants entre les températures électronique et ionique dans des expériences récentes. La méthode est aussi particulièrement adaptée aux mélanges et autorise la simulation de plasmas très dissymétriques comme un mélange hydrogène-cuivre à 100 eV, 10g/cc et 10% de cuivre en nombre. Nous avons ainsi mis en évidence un effet de compression du léger par le lourd, qui se traduit par une augmentation significative du taux de réactions nucléaires de l'hydrogène. Une comparaison des simulations avec des calculs HNC multi composants permet de s'affranchir ensuite de ces simulations et d'étendre considérablement le domaine des températures et des taux de mélange explorés.