station SUPRAtech cryo HF
plateforme d'essai cryogénique et HF de cavités supraconductrices

station SUPRAtech CRYO/HF

La station SUPRAtech est une plateforme de test de modules d'accélérateurs supraconducteurs et de différentes cavités supraconductrices.

Cette station comporte un liquéfacteur d'hélium liquide qui produit 150 litres à l'heure dans un réservoir de stockage de 2000 litres, il est prérefroidi à l'azote liquide pour doper sa production d'hélium.

Cette station fonctionne en boucle fermée, elle dispose d'un épurateur interne et externe pour compenser ses pertes dans les régimes de fontionnement en gaz perdu (pompage sur le bain d'hélium liquide).Ce liquéfacteur fonctionne avec un compresseur à vis de 80g/s, il dispose de 2 turbines AIR LIQUIDE sur paliers gaz qui détendent le gaz jusqu'à 10 K et de deux capaciés tampons de 100 m3 de gaz hélium ultra pur.

 

 

Cryostat vertical CV2

Cette installation permet de refroidir 2 cryostats verticaux  pour tester des cavités supra monocellules et multicellules .

Deux groupes de pompage permettent de descendre la température du bain d'hèlium à 1.6 K.

Les cavités sont d’abord montées sur une platine support, mises sous vide et équipées d’un bras de température. L’insert et toute son instrumentation sont vérifiés puis mis dans le cryostat pour être refroidi à 4.2 kelvin puis 1.6 kelvin.Un amplificateur de puissance (200 Watts continu) et un système d’asservissement en fréquence fournissent la puissance HF qui est injectée dans la cavité, pour en tester les performances :
le coefficient de qualité qui est lié aux pertes sur les parois de la cavité.
le champ accélérateur maximum que peut supporter cette même cavité.

 

 

boite à vannes du cryostat SPIRAL2 en attente de montage

Cette station d'essai permet de faire des tests cryogéniques et HF de douze cryostats avec leurs cavités associées pour le futur accélérateur SPIRAL2 qui sera monté à GANIL.

 

irfu.cea.fr/Sacm/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_visu.php

 

vue d'ensemble de la station SUPRAtech (Cryostat horizontal CRYHOLAB en premier plan)

  L'installation cryogénique va permettre de refroidir le cryostat CRYHOLAB afin de tester des cavités supraconductrices monocellulaires et multicellulaires à la température de l’hélium liquide (4,2 K) ou superfluide (1,8 K), dans des conditions proches de celles d’un accélérateur : un réservoir d’hélium est soudé autour de la cavité, et celle-ci est positionnée horizontalement équipée de son coupleur de puissance et de son système d’accord à froid. Cryholab a été conçu et construit en collaboration avec l’IN2P3 et en partie financé par la région Ile de France.

Pour des raisons d’isolation thermique, le cryostat est d’abord refroidi à la température de l’azote liquide (77 K) : ce type de contrainte se retrouve également sur un accélérateur. Le processus de descente en froid de la cavité se fait donc lentement et dégrade les performances de la cavité car des hydrures de niobium se forment aux alentours de 100 K. Pour éviter ce phénomène, la cavité doit subir au préalable un recuit afin d’éliminer l’hydrogène piégé dans le matériau ; cette opération s’effectue à 800 °C dans un four sous vide.

 

Groupe de pompage permettant de descendre la pression du bain d'hélium du cryostat.

Un groupe de pompage permet de descendre le bain d'hélium à 13 mb avec un débit de 4 g/s
il comprend 2 roots:
Roots 8000: 9700 m3/h
Roots 4000: 4700 m3/h
et 3 pompes primaires: 1900 m3/h en tout 

 

Maj : 09/11/2010 (2340)

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