02 septembre 2020
SARAF: Livraison de la ligne moyenne énergie, MEBT à SOREQ-Israël
SARAF: Livraison de la ligne moyenne énergie, MEBT à SOREQ-Israël

Maquette d’une partie de l’accélérateur SARAF réalisée par l'imprimante 3D du bureau d'étude de l'Irfu ©CEA/Irfu

Le 28 octobre 2014, le CEA signe un contrat avec le centre de recherche israélien de Soreq (SNRC) pour la réalisation d’un accélérateur nommé SARAF (Soreq Applied Research Accelerator Facility) par les équipes de l’Irfu. Cet accord se concrétise par des phases d’études préliminaires et détaillées sur une période de 18 mois (2015 et 2016) ouvrant vers une phase de construction, de tests et d’installation sur le site qui durera 6 ans.

Il s’agit de construire un accélérateur linéaire supraconducteur pouvant fournir des faisceaux de protons et de deutons d’énergie variable entre 5 et 40 MeV avec une intensité allant à terme jusqu’à 5mA. Cette installation est destinée à la recherche fondamentale et appliquée dans de nombreux domaines.

Le planning, associé à ce projet, comporte successivement la livraison et l’installation sur site puis les tests de trois sous-ensembles :

  • La ligne moyenne énergie, MEBT (en 2020),
  • Le premier cryomodule (en 2021),
  • Les trois cryomodules restants (en 2022).
 

Une minute retraçant les étapes d’assemblage et de montage et de test de la MEBT dans le METS de novembre 2019 à août 2020.

 
SARAF: Livraison de la ligne moyenne énergie, MEBT à SOREQ-Israël

Vue 3D de la MEBT SARAF, la connexion au RFQ de Soreq est à gauche et les cryomodules supraconducteurs se connecteront à droite.

La MEBT

Situé entre le RFQ existant et les futurs cryomodules, les rôles de la MEBT, (Medium Energy Beam Transport), sont extrêmement variés, expliquant la diversité des équipements la composant. Ainsi elle doit être en mesure de :

  • Guider et adapter le faisceau provenant du RFQ aux structures accélératrice supraconductrices,
  • Mesurer les caractéristiques du faisceau : courant, position, phase, énergie, profils transverses et temporels, émittances,
  • Nettoyer si nécessaire le faisceau : fentes réglables, sélecteur de paquets,
  • Minimiser le flux de gaz résiduel vers la partie supraconductrice.

Elle accueille donc en particulier :

  • 3 cavités RF, regroupant le faisceau,
  • 8 quadripôles magnétiques, guidant et focalisant le faisceau,
  • 4 BPMs (Beam Position Monitor), mesurant la position et la phase du faisceau,
  • 2 boites de diagnostics, contenant des diagnostics de mesure de profils et d’emittance,
  • 3 boites destinées aux fentes de nettoyage,
  • Un système de production de vide incluant 5 pompes turbo moléculaires et 2 pompes primaires, 4 vannes sur l’axe faisceau,
  • Des systèmes de distribution d’eau, d’azote et d’air comprimé,
  • Des baies de contrôle commande pour l’ensemble des éléments de la ligne.

L’ensemble fait 5 mètres de long pour un poids d’environ 3,5 tonnes.

 

Intégration & tests

Dès le début de la conception de la ligne, nous avons décidé de réaliser l’intégration à Saclay ainsi qu’une mise en test partielle du vide, du refroidissement, du positionnement mécanique et du contrôle commande (sur le METS : MEBT Test Stand). L’objectif était de réduire autant que possible les aléas à Soreq et de limiter les interventions sur site en transportant la ligne déjà assemblée. Ce choix a imposé dès la conception un design mécanique en capacité de supporter un tel transport.

A noter également que les cavités RF de type regroupeur, fruit d’un design du Ganil, ont fait l’objet d’une attention toute particulière. Ainsi, un banc de test dédié, le RBTS (Rebuncher Test Stand), a permis des tester en puissance RF les 3 cavités avant leur intégration finale sur la MEBT.

 
SARAF: Livraison de la ligne moyenne énergie, MEBT à SOREQ-Israël

La MEBT Saraf totalement intégrée dans le METS, hall du bâtiment 392, juste avant son emballage pour le transport vers Israël.

SARAF: Livraison de la ligne moyenne énergie, MEBT à SOREQ-Israël

Un des regroupeurs en cours de test RF dans le RBTS, à gauche la même cavité ouverte montrant le cuivrage de l’intérieur de la cavité.

Ainsi durant une période très réduite, de novembre 2019 à août 2020, incluant un moment de confinement, au sein du METS, les équipes de l’Irfu ont fait des prouesses, réalisant l’ensemble de l’intégration mécanique des différents composants de la ligne, l’alignement, les câblages entre la baie vide et les composants de la ligne, la mise sous vide, les tests des baies d’alimentation et du système de vide incluant les principales procédures automatiques, ainsi que des tests de levage et de roulage. L’ensemble de ces opérations a donc permis de valider à Saclay avec succès la conception de la MEBT.

Emballée la dernière semaine de juillet et livrée la première semaine d’août, la MEBT est ce jour installée à sa position finale à Soreq. Elle doit être progressivement mise en service avec l’assistance des équipes de l’Irfu à distance pour le moment.

 

Une partie de l’équipe en charge de l’intégration mécanique et du contrôle commande encore présent sur site fin Juillet 2020

 

L’aventure continue

Une étape importante dans l’avancée du projet SARAF a été franchie avec brio démontrant la bonne conception et le bon fonctionnement de cet équipement. C’est le fruit d’une équipe regroupant plus d’une quarantaine de personnes issues du DACM, DIS, GANIL qui ont œuvré durant 5 ans pour être en mesure de livrer cet équipement avec seulement quelques mois de retard sur le planning initial.

Mais l’aventure n’est évidemment pas terminée et les prochaines étapes qui s’annoncent, telle que la mise en faisceau, seront cruciales et passionnantes pour la suite du projet.

Contacts: Didier UriotDidier Chirpaz-Cerbat

 
#4839 - Màj : 12/10/2020

 

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