Estudio de ondas de choque radiativas producidas en los experimentos de ORION

Gracias a los avances tecnológicos de hoy en día, algunos fenómenos presentes en astrofísica pueden ser testados experimentalmente. En los laboratorios acondicionados para ello pueden reproducirse las condiciones necesarias que lleven a la materia a un régimen de alta densidad de energía. Los experimentos que han tenido lugar en ORION (Aldermaston, Reino Unido) han conseguido reproducir la interacción entre dos ondas de choque en presencia de radiación irradiando blancos diminutos con láser en tubos rellenos de Xenón. En este Trabajo Fin de Grado se han realizado varias simulaciones de los experimentos mediante un código de simulación fluidodinámico con transporte de radiación implementado en el Instituto de Fusión Nuclear (IFN). En la imagen se muestra un esquema de los experimentos simulados y las dimensiones del problema. Dada la simetría cilíndrica del problema, solamente simulamos el cuadrante delimitado por líneas discontinuas. Las simulaciones consisten en iluminar con un láser una placa de parileno (C8H8) de 50 mm de espesor para inducir en ésta una onda de choque. Esta onda de choque se propaga primero a través de una placa adyacente de parileno dopado con Bromo (C8H7Br) de 25mm y posteriormente por el Xenón, gas que se ionizará y en el que se produce la onda de choque radiativa, la protagonista de la investigación. El láser utilizado en las simulaciones se aplica durante un pulso inferior a 2ns para intensidades diferentes: 5,66 y 3,53x1014 W/cm2. Se realizará también una tercera simulación con menor resolución con 3,53x1014 W/cm2 para comprobar la convergencia de la solución al problema. En cada una de las simulaciones se tomarán, al igual que en los experimentos de ORION, imágenes en tres instantes de tiempo del orden de nanosegundos. Estas imágenes las compararemos para explicar la evolución del sistema y qué fenómenos ocurren. Para el instante más avanzado (a 8,8ns) en el láser más potente analizaremos los perfiles de temperatura, densidad y temperatura de radiación obtenidos