L’accélération laser plasma : principes et application pour la production de radioisotopes médicaux

par Antoine Maitrallain (Subatech)

jeudi 17 sept. 2026, 14:00 → 15:00 Europe/Paris

Amphi G.Besse (Subatech IMT Atlantique)

L’accélération laser plasma (ALP), théorisée à la fin des années 70, est un processus d’accélération de particules qui repose sur l’interaction entre une cible et un laser de puissance (≥ TW = 10¹² W). Cette cible devient quasi instantanément un plasma sous l’action du front montant de l’impulsion laser intense (> 10¹⁸ W/cm²). Dans ce plasma, des champs accélérateurs de l’ordre du GV/m peuvent être atteints. Ces champs électriques sont plusieurs ordres de grandeur supérieurs à ceux obtenus sur des accélérateurs conventionnels. Le milieu étant déjà ionisé, le phénomène de claquage ne limite pas l’amplitude des champs atteints au sein du plasma. L’accélération d’électrons mais aussi d’ions légers est possible à travers un grand nombre de processus dont l’importance est gouvernée par les paramètres du laser mais aussi de la cible (gazeuse, solide, …). Depuis les premières démonstrations expérimentales dans les années 90 sur des installations laser délivrant des impulsions courtes (< ps), les propriétés des faisceaux obtenus par ALP se sont considérablement améliorées et permettent d’envisager les premières applications. Les énergies de ces faisceaux accélérés sont tout à fait adéquates pour permettre la génération d’isotopes, mais présentent néanmoins des courants moyens bien inférieurs et des dispersions spectrales bien supérieures à leurs homologues conventionnels. Ces deux derniers points sont les principaux défis sur lesquels il est nécessaire de se pencher afin de produire des isotopes en quantité raisonnable et avec une pureté suffisante pour envisager des applications médicales. La démonstration de la viabilité de ce type de méthode d’accélération pour la production d’isotopes médicaux pourrait néanmoins soulager les moyens de production conventionnels. L’ALP pourrait par ailleurs présenter des avantages en termes de versatilité et d’infrastructure nécessaire par rapport aux moyens de production actuellement utilisés.

Au cours de ce séminaire, les bases de l’ALP d’électrons et d’ions ainsi que les avancées de ces dernières années seront présentées puis les recherches menées sur l’utilisation de tels faisceaux de particules pour la production d’isotopes médicaux seront introduites.