La source d'ions légers (protons et deutons) du projet SPIRAL2 a délivré mi mars 2010 son premier faisceau d'ions hydrogène. Ce résultat a été obtenu sur l'installation de test des lignes basse énergie à Saclay et marque son début officiel d'activité. Quinze mètres de lignes de l'accélérateur seront ainsi assemblés puis testés dans une casemate par l'Irfu avant d'être installés à Ganil en 2011.
Voilà un premier résultat très encourageant pour les équipes de l'Irfu (SACM, SIS et LENAC) qui œuvrent depuis de nombreux mois à l'accueil de ces futurs tests (casemate, gestion des accès, alimentation générale en puissance et en refroidissement), et à l'obtention des autorisations réglementaires indispensables. Ces équipes se consacrent depuis le mois de novembre 2009 à l'intégration sur site des lignes basse énergie au fil de la livraison des équipements, avec le soutien de leurs homologues du GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) et de l'IN2P3 (l'institut de physique nucléaire d'Orsay et l'institut de physique Hubert Curien de Strasbourg).
Contexte du projet
SPIRAL2 sera une installation majeure pour la recherche fondamentale en physique nucléaire qui sera implantée sur le site du GANIL à Caen. Elle délivrera aux scientifiques des noyaux exotiques riches en protons ou en neutrons dans une large gamme de masses. La carte des noyaux possibles sera ainsi défrichée pour améliorer la compréhension des interactions des constituants des noyaux situés loin de la vallée de stabilité.
En amont du bâtiment de production de ces noyaux exotiques, un accélérateur linéaire supraconducteur (LINAC) délivrera des faisceaux intenses de protons, de deutons ou d'ions lourds. Le segment de l'injecteur testé à Saclay sera à terme raccordé en amont de celui-ci (figure 1).
Figure 1. Schéma d’implantation général de Spiral 2 au GANIL
Les tests à Saclay
Leur objectif est de produire des ions légers, protons et deutons, de les extraire de leur berceau de plasma et de les transporter pour les caractériser et s'assurer de leur adéquation avec les besoins nominaux de Spiral 2. La figure 2 représente les lignes constituant l'injecteur. Le faisceau d'ions légers débouche dans une section de tri qui sélectionne les ions d'intérêt (proton ou deuton) en détournant (déroutant) les autres. Il est ensuite guidé dans la section commune avec les ions lourds avant d'attaquer le RFQ (quadrupôle radio fréquence qui réalise la mise en paquets des faisceaux et les accélère).
La source et les deux lignes LBE2 et LBEC (LBE pour Ligne Basse Energie) seront assemblées et caractérisées à Saclay.
Figure 2. Lignes de l'injecteur Spiral2
Départ du projet réussi avec une source à point
La première phase de tests permet la validation de l'assemblage de la source, la qualification de son contrôle-commande, et marque le début de son rodage en vue de l'obtention des performances nominales. Une coupelle de Faraday placée auprès de la source permet de mesurer l'intensité du faisceau en l'arrêtant. A ce stade, un faisceau d'Hydrogène de 8 mA pulsé à 20 keV a été mesuré. Les modes continu et pulsé, sont en voie d'exploration.
L'injecteur de l'accélérateur primaire doit délivrer au LINAC des faisceaux de protons et deutons d'une intensité de 5 mA. Les 8 mA atteints nous rendent extrêmement confiants quant à nos capacités à obtenir les 5 mA à la sortie de l'injecteur.
La Source d’ions légers sur sa plateforme haute tension
« L'intégration se poursuit avec bonheur » confie Carine Van Hille, responsable du projet de l'injecteur de Spiral2 à l'Irfu. « Les prochaines étapes sont la mise en service de la section de tri permettant la sélection du faisceau d'intérêt, et la délivrance des premiers faisceaux de deutons à la fin de l'été ».
Contact :
Carine VAN HILLE(Irfu/SIS)
Première chambre à vide de la
Ligne équipée de la coupelle de Faraday permettant d’arrêter le faisceau et d’en mesurer l’intensité.
• Physique et technologie des accélérateurs Structure de la matière nucléaire
• pas de titre • Le Département d'Ingénierie des Systèmes (DIS) • Le Département de Physique Nucléaire (DPhN) • Le Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme (DACM)
• Spiral2
