Iphi

Thématique et contexte du projet :

En 1997, les deux agences nationales françaises de recherches (CEA et CNRS) décidèrent de collaborer afin d'étudier et construire un prototype de la partie basse énergie d'un accélérateur de proton de forte puissance (HPPA). L'objectif principal de ce projet (le projet Iphi), est de permettre à l'équipe française de maîtriser les technologies utilisées et les concepts de pilotage des HPPAs. Les applications de tels accélérateurs sont nombreuses: ADS, outil d'irradiation, Etude de la matière condensée, production d’ions radioactifs, de muons ou de neutrinos... Cet accélérateur linéaire de démonstration, dont l'assemblage est actuellement en cours sur le site de Saclay, devait produire dans sa version initiale un faisceau continu de protons de plus de 1 MW (~10 MeV et 100 mA). Un accord récemment signé avec le Cern a conduit à une redéfinition des performances de l'accélérateur dont l'énergie est maintenant limitée à 3 MeV.

Localisation :

Iphi est en cours d'installation à Saclay dans les halls occupés auparavant par le synchrotron Saturne et dont l'exploitation a cessé en 1997.

Collaboration :

Le Dapnia a en charge la conduite de projet, l'intégration sur site ainsi que l'essentiel de l'étude et de la conception des sous-systèmes ou programmes suivants : source de protons, cavité accélératrice RFQ, refroidissement, puissance RF, Contrôle/commande, sûreté/sécurité, infrastructure, dynamique de faisceau.
l'IN2P3 assure la responsabilité scientifique du projetet a en charge l'essentiel de l'étude et de la conception des sous-systèmes ou programmes suivants : lignes diagnostics, diagnostics faisceau, bas niveau RF, bloc d'arrêt 300 kW, vide. .
Le Cern prête pour la durée du projet la presque totalité des équipement RF de puissance (klystrons, alimentation principale, électronique haut niveau, guides d'onde et charges...)

Approche scientifique

Spécificités :

- Accélération en continu d'un faisceau de protons de forte intensité (300 kW de faisceau à 3 MeV).
- Exigences de fiabilité/disponibilité (fonctionnement sans incident de plusieurs semaines à plusieurs mois pour des intensités de 20 à 40 mA)
- Cavité accélératrice RFQ de 6 mètres de long nécessitant des usinages de haute précision à la limite du savoir faire actuel.
- Développement de diagnostics spécifiques destinés à la mesure précise des caractéristiques transverses et longitudinales du faisceau à 3 MeV (intensité, énergie, dispersion en énergie, émittance...)

Contribution du Dapnia

Responsabilités scientifiques et techniques :

- Conduite de projet ;
- Intégration sur site ;
- Étude et conception des sous-systèmes ou programmes suivants : source de protons, cavité accélératrice RFQ, refroidissement, puissance RF, Contrôle/commande, sûreté/sécurité, infrastructure, dynamique de faisceau. Conduite des essais.

Services associés :

SIS : conception mécanique, relations industrielles, automatismes

Etats et perspectives

Dates importantes :

- Février 2001 : Performances source atteintes (qualité faisceau + fiabilité);
- Mars 2001 accord de collaboration avec le Cern ;
- juillet 2002 : validation des gammes de fabrication des tronçons de cavité RFQ ;
- Avril 2003 redéfinition des performances accélérateur ;

Etat au 31 décembre 2003 :

Dynamique de faisceau et design des structures terminés.
Étude et conception des éléments principaux terminées.
Source opérationnelle sur site définitif (halls Saturne).
Équipements de puissance RF en cours de montage.
Équipements bas niveau RF en cours de tests.
Circuit secondaire de refroidissement installé (pompes, echangeur principal, aéro-réfrigérant atmosphérique...).
Consultations en cours pour la réalisation des tronçons de la cavité RFQ,
Installation en cours des protections biologiques.

Perspectives :

- Octobre 2004 : tests sur charge des équipements de puissance RF;
- Mai 2006 : 1ier faisceau pulsé ;
- Décembre 2006 : obtention d'un faisceau nominal (3 Mev, 100 mA);
- Juin 2007 : fin des essais à Saclay et transfert au Cern.

Faits marquants :

Décembre 2002 : succès des tests en puissance de la cavité prototype DTL au CERN.

Contact :

P-Y. BEAUVAIS : Beauvais@dapnia.ea.fr