La puissance croissante des lasers permet le développement de sources de photons de haute puissance basées sur la rétrodiffusion Compton. Grâce à cette approche, on peut produire des rayons X de quelques dizaines de keV en utilisant des impulsions laser qui frappent des paquets d'électrons accélérés à quelques dizaines de MeV. Ce procédé permet de concevoir des sources compactes (installations d'environ 100 m2) qui fournissent des faisceaux de haute intensité, de haute luminosité (entre les tubes X de laboratoire et les sources synchrotrons) et accordables en énergie dans la gamme 20-100 keV. Avec de tels dispositifs, des méthodes expérimentales ambitieuses réservées aujourd'hui aux installations synchrotron peuvent devenir accessible à un laboratoire, un musée ou un hôpital.
Parmi les projets de sources Compton de haut flux en cours de développement dans le monde, le projet ThomX est particulièrement avancé. Les caractéristiques nominales du faisceau d’X seront suffisantes pour réaliser une large gamme d'expériences dans divers domaines (biomédical, préservation du patrimoine culturel, sciences des matériaux...). ThomX implique sept partenaires (Soleil, lnstitut Néel, Inserm, ESRF, LAMS, CELIA, Thalès). La source comprend un photo-injecteur et un accélérateur linéaire qui injecte un faisceau d’électrons de 50 MeV dans un petit anneau de stockage. L’interaction entre le faisceau d’électrons et un laser amplifié par une cavité Fabry-Perot situé sur l’anneau génère à chaque tour un pulse de rayons X de 45 keV dirigé vers l’aire expérimentale.
Un premier faisceau d’électrons a été obtenu en octobre 2021, passant de 5 MeV à la sortie du photo-injecteur, à 50 MeV à la sortie de l'accélérateur linéaire. C’est un début prometteur, qui était attendu depuis longtemps dans la communauté des accélérateurs. L’optimisation du faisceau se poursuit actuellement pour l’injection des électrons dans l’anneau en 2022, avec en parallèle la mise en marche de la cavité Fabry-Perot afin de stocker une puissance laser suffisante pour produire un premier faisceau de rayons X en 2023.