Source X Compton Laser-Plasma avancée – COMPTON

Les rayons X sont un outil unique pour les chercheurs en science des matériaux, en biologie, en chimie et en sciences médicales, permettant d'explorer la matière opaque à la lumière visible. Développer des instruments compacts et capables de produire des faisceaux de rayons X monochromatiques et haute énergie dans la gamme spectrale des centaines keV est un défi majeur qui pourrait révolutionner leur utilisation dans les environnements universitaires et industriels. Parmi les différentes approches explorées, les accélérateurs à plasma basés sur des lasers ont montré un grand potentiel pour générer des paquets d'électrons énergétiques, permettant ainsi la production de faisceaux de rayons X. Notamment, la source basée sur la diffusion Compton inverse (ICS), qui repose sur la collision d’un paquet d’électrons relativistes avec une impulsion laser intense, se distingue comme particulièrement prometteuse. Le premier bras laser produit un faisceau d'électrons quasi-monochromatique, tandis qu’un second bras, appelé faisceau laser Compton, génère des rayons X par un double décalage Doppler de l'énergie du photon incident par les électrons relativistes. L'état de l'art des études ont révélé que le rayonnement ICS tend à être divergent de quelques dizaines de mrad, produisant un faisceau quasi-blanc avec, dans le meilleur des cas, une bande spectrale relative de plusieurs dizaines de pourcents, ce qui bloque toute application scientifique. Notre projet Compton vise à produire des faisceaux de rayons X brillants, monochromatiques, accordables et collimatés dans la gamme des 100 keV à quelques MeV en utilisant des plasmas produits par laser. Deux expériences pilotes de contrôle non destructif de matériaux seront réalisées dans les domaines de la science des batteries et de la fabrication additive pour démontrer les nouvelles capacités offertes par cette source de rayons X.