Étude et tests des sources d’ions

Dans le domaine des accélérateurs à fort courant, de nombreux projets requièrent des faisceaux d’ions légers (protons ou deutons) de haute intensité. Toutes ces machines, en cours de construction ou en projet, demandent une source d'ions fiable et produisant des faisceaux intenses, stables et d’excellente qualité. Les développements effectués ont démontré les capacités du SACM à concevoir et construire des sources d'ions positifs opérationnelles répondant aux besoins annoncés. Grâce à ces résultats, le CEA a assuré la construction des sources de deutons de Spiral2 et Ifmif.

 

La poursuite des développements est nécessaire pour continuer à accroître les performances de ces sources et les qualités optiques du faisceau extrait (diminution de la divergence et de l’émittance du faisceau). Le couplage entre l’onde hyperfréquence et le plasma est un des points essentiels qu’il faut mieux comprendre. Ces développements s’effectuent dans le cadre de la plateforme de recherche Profiil (Plateforme de recherche et d’optimisation de faisceaux intenses d’ions légers) à l’aide du banc d’étude et de tests des sources d’ions, Betsi, qui permet depuis 2006 de produire et d’analyser des faisceaux intenses en mode pulsé ou continu.

 
Étude et tests des sources d’ions

Coupe de la source Alises. En rouge : le solén^¨ide de courte longueur, près de la zone d'extraction, crée la résonance dans la chambre à plasma.

Étude et tests des sources d’ions

Source Alises, mise en place sur le banc de test Betsi.

Dernièrement une nouvelle source nommée Alises (Advanced light ion source and extraction system), à bobine unique référencée au potentiel du laboratoire, a été développée et a montré une très bonne tendance en termes de rendement en puissance hyperfréquence, puisqu’elle a démarré avec moins de 60 W de puissance HF. Cette source dédiée à la R & D a permis de tester plusieurs paramètres comme l’influence de la longueur et du rayon de la chambre à plasma sur la production des ions légers. Les tests ont été menés sur le banc Betsi et ont fait partie intégrante d’une thèse. De nombreux résultats ont donné lieu à des publications scientifiques et à un brevet CEA. Ces résultats indiquent, entre autres, que l’on peut aller vers une chambre à plasma plus petite ouvrant ainsi la perspective d’une miniaturisation de la source, et que l’on peut optimiser le couplage entre l’hyperfréquence et le plasma, ce qui permettra de réduire le besoin en puissance HF.

 
#3315 - Màj : 15/06/2017

 

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