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Service d'astrophysique
Laboratoire AIM

 
Valorisation de logiciels pour le transport de faisceau

Depuis 1995, une activité de création de plusieurs logiciels s'est développée au Service des Accélérateurs, de la Cryogénie et du Magnétisme (SACM) afin de concevoir les structures et de simuler le transport de faisceau dans les accélérateurs. Depuis les années 2000, cet ensemble de codes a été distribué dans de nombreux laboratoires et entreprises à travers le monde.  Cette suite logicielle professionnelle est maintenant diffusée sous licence CEA.

 

Historique

 

Depuis 1995, une activité de développement de plusieurs logiciels a été initiée dans le cadre du projet IPHI afin de concevoir les structures et de simuler le transport de faisceau dans les accélérateurs linéaires. Une telle modélisation nécessite de simuler les mouvements de particules chargées dans des champs électromagnétiques permettant de guider, focaliser ou accélérer les particules tout en prenant en compte les effets collectifs de charge d'espace, de diffusion coulombienne ou bien encore de champ de sillage de longue portée ainsi que l'interaction avec le gaz résiduel. Ces codes de calcul ont été utilisés à maintes reprises pour aider à la conception d'accélérateurs et ont aussi été validés par comparaison avec des faisceaux existants dans différents laboratoires. Ces logiciels permettent aujourd'hui de couvrir l'ensemble de l'accélérateur de la source à la cible.

 

Diagramme des codes et de leur domaine d'application

Pour la conception, les générateurs de structures développés ont permis de définir les accélérateurs des projets SPIRAL 2 pour la physique nucléaire, LINAC4 et SPL pour la physique des hautes énergies, le DTL pour l'upgrade d'ISIS au RAL (matière condensée), EUROTRANS et EURISOL dans le cadre de programmes de recherche européens ou encore IFMIF pour la fusion.

 

 

Pour la simulation, la prédictibilité de ces codes a été vérifiée à l'aide de confrontations expérimentales à SNS aux USA, J-PARC au Japon et GSI en Allemagne (voir ci-dessous).

 

Transmission du RFQ de SNS mesurée et prédite par le code Toutatis (J. Staples, LBNL].

Commercialisation

 

Depuis les années 2000, plusieurs codes ont été distribués dans des laboratoires (INFN, IPNO, GSI, RAL, LPSC) et entreprises (SIEMENS, AES, Tech X) à travers le monde. Cette distribution a notamment été rendue possible grâce à un effort d'interfaçage et de documentation. Outre la simulation, la partie visualisation permet le tracé des enveloppes de faisceau, des densités, d'histogrammes pour les études statistiques et de l'évolution de plusieurs paramètres comme l'énergie ou les gradients magnétiques des quadripôles de focalisation (voir capture d'écran ci-après). Plus récemment, un site internet pour le téléchargement et la promotion via les moteurs de recherche internet a été créé.

 

Logiciels du SACM

 

Capture d'écran du code Tracewin

Cette suite logicielle professionnelle est maintenant diffusée sous licence CEA avec un soutien explicite aux utilisateurs.

 

Contact :

Didier URIOT

 

maj : 09-03-2010 (2715)

 

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