Spectroscopie X un outil de diagnostic des plasmas chauds Soutenu publiquement

Abstract

Dans ce mémoire, nous nous sommes intéressés à réaliser un diagnostic spectroscopique d'un plasma chaud en se basant sur un spectre de raies X émises par les ions d’argon à l’état lithiumoïde et héliumoïde. Nous avons étudié les rapports d’intensité des deux raies satellites dénommées k(1s2p2 2D3/2→1s22p 2P1/2) et q(1s2s2p 2P3/2→ 1s2 2s 2S1/2) émises par les ions Ar15+ à des longueurs d’onde de 3.989 et 3.981 Å, respectivement, sur la raie de résonnance dénommée w(1s2p 1P1→1s2 1S0) émise par les ions Ar16+ à 3.949 Å. Nos calculs ont été réalisés dans le cadre du modèle coronal et dans un domaine de température électronique variant de 2.33 à 58.3×106 K. Nous avons effectué un diagnostic en température Te d’un plasma de tokamak TEXTOR en se basant sur le premier rapport Rk/w qui fait intervenir la raie satellite de recombinaison diélectronique k dont le niveau supérieur est peuplé par capture diélectronique à partir de l’état héliumoïde. Par ailleurs, le second rapport Rq/w faisant intervenir la raie q produite par excitation de couche interne à partir du niveau fondamental de l’ion lithiumoïde permet de déterminer l’abondance relative des ions d’argon (Ar15+)⁄𝑁(Ar16+). In this work, we are interested in spectroscopic diagnosis of a hot plasma based on an Xray line spectrum emitted by Li-like and He-like argon. We investigated the intensity ratio of two satellite lines denoted k(1s2p2 2D3/2→1s22p 2P1/2) and q(1s2s2p 2P3/2→ 1s2 2s 2S1/2), emitted by Ar15+ ions at wavelengths of 3.989 Å and 3.981 Å, respectively, on the resonance line denoted as w(1s2p 1P1→1s2 1S0) emitted by Ar16+ ions at 3.949 Å. We performed our calculations within the coronal model in an electronic temperature range varying from 2.33 to 58.3×106 K . We carried out a temperature diagnostic of a TEXTOR tokamak plasma based on the first Rk/w ratio which involves the satellite line of dielectronic recombination k whose upper level is populated by dielectronic capture from the He-like state. Furthermore, the second ratio Rq/w involving the q line produced by inner-shell excitation from the ground level of the Li-like ion, allows to determine the relative abundance of argon ions 𝑁(Ar15+)⁄𝑁(Ar16+).