Andrea Kritcher

chercheur

Andrea Lynn « Annie » Kritcher est une ingénieure nucléaire et physicienne américaine qui travaille au Laboratoire National Lawrence Livermore. Elle est responsable du développement d'Hybrid-E, un module qui permet la Fusion par confinement inertiel. Elle est élue Fellow de l'American Physical Society en 2022.

Andrea Kritcher
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Andrea Lynn Kritcher
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Jeunesse et éducation modifier

Kritcher est née à Traverse City, Michigan, et fréquente la Traverse City Central High School et le Northwestern Michigan College avant d'étudier l'ingénierie nucléaire à l'Université du Michigan[1],[2],[3],[4]. Elle poursuit ensuite ses études à l'Université de Californie à Berkeley, où elle obtient un master puis un doctorat en ingénierie nucléaire. Elle passe l'été 2004 en stage au Laboratoire national Lawrence Livermore[5]. Son premier projet consiste en l'analyse de données du electron beam ion trap[5]. Sa thèse de doctorat concerne la diffusion Thomson par la matière comprimée sous l'effet d'une onde de choc[6]. Elle est ensuite chercheur post-doctoral au Lawrence Livermore National Laboratory en 2009[7],[8]. Son travail de post-doctorat porte sur l'utilisation des rayons W pour mesurer les propriétés de la matière chaude et dense (plasma), et la caractérisation de comment les noyaux interagissent avec les plasmas denses[5],[8]. Ce travail utilise les installations du laser Jupiter du LLNL et du laser OMEGA à l'Université de Rochester[8].

Kritcher est nommée chercheuse permanente de la division de physique de conception des armes et de l'intégration complexe du Laboratoire national Lawrence Livermore en 2009[7].

Kritcher travaille en ingénierie nucléaire, avec un accent particulier sur la fusion par confinement inertiel[9], qui cherche à imiter les processus nucléaires qui se déroulent à l'intérieur du soleil en comprimant et en chauffant des capsules remplies de combustible thermonucléaire[10]. Des faisceaux de haute énergie (photons ou électrons) bombardent la couche externe de la capsule, qui explose vers l'extérieur et génère une force de réaction qui accélère le reste de la capsule vers le centre. L'explosion crée une onde de choc qui traverse la cible de combustible, produisant suffisamment de chaleur et de compression pour que la fusion puisse commencer. Ces capsules contiennent des isotopes lourds de l'hydrogène (généralement du deutérium et du tritium). Kritcher conçoit Hybrid-E, une capsule cible qui comprend une capsule de carbone haute densité et un tube de remplissage de deutérium-tritium[9],[11]. La capsule est enfermée dans un hohlraum qui convertit la lumière laser incidente en rayons X. Kritcher déclare qu'il a été difficile de concevoir le hohlraum de telle sorte qu'il génère une implosion symétrique de la capsule[11]. Cela impliquait de limiter la taille des trous d’entrée pour améliorer l’énergie couplée au système, et d’avoir une structure capable d’ajuster systématiquement la longueur d’onde de chaque faisceau pour équilibrer l’énergie des rayons X nécessaire pour faire imploser la capsule[9]. La capsule Hybrid-E a permis une fusion par confinement inertiel capable de produire plus d'un mégajoule d'énergie de fusion[7],[12],[13]. Hybrid-E est le premier dispositif capable de générer un état de plasma brûlant qui émet plus d'énergie que l'énergie nécessaire pour initier la fusion[14].

En 2022, Kritcher est élue Fellow de la Société américaine de physique[7]. Sa citation indioque : « pour son leadership dans la physique de la conception du hohlraum menant à la création du premier plasma de laboratoire brûlant et capable de démarrer la fusion»[15].

Kritcher étudie ensuite le comportement des ions dans la fusion par confinement inertiel, montrant que l'énergie des neutrons produits à partir d'un plasma deutérium-tritium enregistrée expérimentalement est supérieure à ce qui pouvait être prédit à partir des algorithmes hydrodynamiques qui simulent les implosions par confinement inertiel[16].

Kritcher conçoit l'expérience du 5 décembre 2022 qui atteint le seuil de rentabilité de la fusion au National Ignition Facility[17],[18].

Prix modifier

Publications modifier

Références modifier

  1. « TC Native Named One of TIME's 100 Most Influential People », The Ticker | Traverse City News & Events (consulté le )
  2. « June : 2022 Outstanding Alumni named : Northwestern Michigan College », www.nmc.edu (consulté le )
  3. (en) « Alumni Notes », issuu (consulté le )
  4. « Day of the starmakers », Founding Fuel (consulté le )
  5. a b et c (en) « Fusion of interests gives postdoc career focus », www.llnl.gov (consulté le )
  6. (en) « Ultrafast K-[alpha] Thomson scattering from shock compressed matter for use as a dense matter diagnostic | WorldCat.org », www.worldcat.org (consulté le )
  7. a b c d et e (en) « Two LLNL scientists selected as 2022 APS fellows », www.llnl.gov (consulté le )
  8. a b et c (en) Rebecca J. Nikolic, Science and Technology Review June 2011, (DOI 10.2172/1122235, lire en ligne)
  9. a b et c « Beaming with Excellence », str.llnl.gov (consulté le )
  10. (en-US) « Annie Kritcher leads revolutionary nuclear fusion experiment », ners.engin.umich.edu (consulté le )
  11. a et b « High-Laser-Energy Shot Puts NIF Back on Track Toward Ignition », lasers.llnl.gov (consulté le )
  12. Kritcher, Zylstra, Callahan et Hurricane, « Achieving record hot spot energies with large HDC implosions on NIF in HYBRID-E », Physics of Plasmas, vol. 28, no 7,‎ , p. 072706 (DOI 10.1063/5.0047841, S2CID 237731121)
  13. (en-US) Laboratory, « 1.1 Million Joules of UV Laser Energy: Shedding Light on Stellar Evolution and "Cosmic Clocks" », SciTechDaily, (consulté le )
  14. (en-US) Behr, « DOE lab achieves key milestone for fusion energy », E&E News, (consulté le )
  15. (en) « APS Fellow Archive », www.aps.org (consulté le )
  16. (en) « LLNL researchers observe that ions behave differently in fusion reactions », www.llnl.gov (consulté le )
  17. « National Ignition Facility achieves nuclear energy breakthrough », Daily Cal,‎ (lire en ligne)
  18. « A shot for the ages: Fusion ignition breakthrough hailed as 'one of the most impressive scientific feats of the 21st century' », Official website, Lawrence Livermore National Laboratory,
  19. (en-GB) « Physics World announces its finalists for the 2021 Breakthrough of the Year », Physics World, (consulté le )
  20. « NMC Names Its Outstanding Alumni Award Winners », The Ticker | Traverse City News & Events (consulté le )
  21. (en-US) « Andrea Kritcher | Falling Walls », falling-walls.com (consulté le )

Liens externes modifier