Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme

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).

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 kW.

Spécificités

Energie/vitesse

Faisceau continu de protons de 100 mA accélérés jusqu’à 3 MeV (puissance faisceau : 300 kW)

Composition:

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 (réacteur hybride) qui nécessitent des faisceaux de protons. D'autres projets, comme le SPL (injecteur LHC et source intense de neutrinos) au CERN et le projet équivalent de « proton driver » au Fermilab, ainsi que les sources de neutrons de spallation nécessitent des ions hydrogène négatifs pour l'injection dans des anneaux de compression. Toutes ces machines demandent une source d'ions fiable et produisant des faisceaux intenses, stables et d’excellente qualité.
Les développements effectués ont démontré les capacités du DAPNIA/SACM à concevoir et construire des sources d'ions positifs opérationnelles répondant aux besoins annoncés. Grâce à ces résultats, le CEA est en charge de la construction des futures sources devant équiper Spiral 2 et IFMIF(EVEDA).
Cependant la poursuite des développements, à l'aide de BETSI, est nécessaire pour continuer à accroitre les performances de ces sources et acquérir plus de compréhension dans le transport des faisceaux intenses à basse énergie.