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Institut de Recherche sur les Lois Fondamentales de l'Univers

« Expériences

 

IPHI: Injecteur de Protons à Haute Intensité 

Ensemble IPHI en cours d'installation dans les halls de l'installation 218 à Saclay


L’Injecteur de protons à haute intensité, Iphi, est un prototype de la partie basse énergie des accélérateurs de future génération à fort courant de protons : 100 mA accélérés jusqu’à 3 MeV.  Iphi se compose d'une source de protons et de son transport de faisceau à basse énergie (95 keV), d'une cavité accélératrice de type RFQ portant l’énergie à 3 MeV et d'une ligne de diagnostics destinée à mesurer avec la plus grande précision possible toutes les caractéristiques essentielles du faisceau en sortie du RFQ. Parallèlement, un prototype de DTL (drift tube linac), cavité adaptée à l’accélération du faisceau issu du RFQ, a été développé. Le projet Iphi est réalisé en collaboration entre la Direction des sciences de la matière (DSM) du CEA, l'Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) du CNRS et le Cern. A l’issue des essais prévus à partir de 2006 à Saclay, une partie de Iphi sera transférée au Cern et pourrait à terme être intégrée à l’injecteur du SPL (Superconducting proton linac).

 

 Objectifs:

La maîtrise des technologies et des concepts de pilotage de la nouvelle génération d'accélérateurs forte puissance (réacteurs hybrides, transmutation, IFMIF, sources de spallation, ions radioactifs, usines à muons, neutrinos.

Le défi de l'expérience est de disposer de références technologiques, industrielles et expérimentales pour la conception des futurs linacs, de crédibiliser les projets à forte intensité de protons en s’assurant de notre capacité à fabriquer puis à exploiter une telle installation et en vérifiant la validité des calculs de la dynamique du faisceau : les performances du faisceau en sortie du RFQ (radio frequency quadrupole) sont fondamentales car elles conditionnent toute la structure du Linac.

 

 

Contribution du Dapnia

Les contributions

Direction projet, implantation générale, source SILHI, cavité RFQ et environnement, refroidissement, puissance RF, infrastructure/bâtiment

Les responsabilités

Coordination de l'ensemble des activités depuis la conception jusqu'a la mise en service et la conduite des essais de montée en puissance et de caractérisation du faisceau de protons.

 Ampleur du projet

IPHI est un projet de recherche et développement qui aura demandé une dizaines depuis les études jusqu'à la mise en service prévue en 2008.

 Contacts

Pierre-yves BEAUVAIS
Bruno POTIN
 

maj : 07-09-2007 (793)

 

Moyens expérimentaux
  Moyens d'investigation Production, accélération et caractérisation d'un faisceau continu de protons de 100 mA à 3 MeV    Description technique Source : type ECR protons, 95 keV, 140 mA mode CW Cavité RFQ : 6 éléments de 1 m en cuivre CuC2 usinés dans la masse et brasés ; précision d’usinage +/- 1/100 mm  RFQ 3 MeV, 100 mA mode CW ; puissance cuivre ~ 1 MW, puissance faisceau 300 ... Lire la suite »
Collaborations
  Le projet Iphi est réalisé en collaboration entre la Direction des sciences de la matière (DSM) du CEA, l'Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) du CNRS et le Cern. L'IN2P3 est responsable de la conception, de la réalisation et de l'installation de la ligne de diagnotics et du bloc d'arrêt faisceau ainsi que de son fonctionnement, Le Cern prend en charge les opérations de brasage nécessaires à la ... Lire la suite »
Vie de l'expérience
 

Historique et principaux jalons

Août 1998 Lettre Projet
Mars 2001 MoU CEA-IN2P3-CERN
2002 Tests en puissance au CERN du modèle chaud DTL
2002 fin de réalisation du 1er tronçon (SICN),
2003 installation et démarrage de SILHI sur le site IPHI 
2004Avenant MoU CEA-IN2P3-CERN  
2004: accord DSM/IN2P3
2007: démarrage du système de refroidissement
2007: démarrage de la chaine RF
Chiffres
  Energie/vitesse Faisceau continu de protons de 100 mA accélérés jusqu’à 3 MeV (puissance faisceau : 300 kW) Composition: Une source de protons et de son transport de faisceau à basse énergie (130 mA à 95 keV), Une cavité accélératrice de type Quadriplôle Radiofréquence (RFQ) portant l'énergie à 3 MeV, Une ligne de diagnostics permettant de caractériser le faisceau, Un bloc d'arrêt capable ... Lire la suite »
Production intellectuelle
  Publications http://www-dapniai.cea.fr/Documentation/Publications/recherche_preprint.php Conférences-workshops  Thèses Dynamique de faisceaux intenses dans les RFQ - Romuald DUPERRIER, 7 juillet 2000. Etude d'un profileur optique de faisceaux intenses de protons par absorption laser - Bruno POTTIN, 18 octobre 2001. Etude théorique et expérimentale du réglage électromagnétique d'une cavité radio-fréquence quadripolaire ... Lire la suite »
BETSI
Banc d'Etude et de Test de Sources d'Ions
Depuis près de dix ans, l'émergence de nombreux projets a incité le CEA et le CNRS à collaborer dans le domaine des accélérateurs fort courant, notamment par le développement d'un démonstrateur de basse énergie, l'injecteur de protons de haute intensité IPHI. Parmi ces projets, citons Spiral 2 (physique nucléaire) au GANIL et IFMIF (fusion) qui requièrent des faisceaux de deutons, FAIR (physique nucléaire) à GSI et MYRRHA ... Lire la suite »