Fin de l'intégration et de test de l'aimant R3BGlad à l'Irfu.
Le dipôle supraconducteur de grande acceptance R3B-Glad est destiné à l’analyse des réactions de faisceaux d’ions lourds radioactifs relativistes et sera installé sur le futur accélérateur FAIR (GSI). Il a été conçu à l’Irfu entre 2005 et 2008; les ingénieurs et techniciens de l’institut avaient aussi la responsabilité de tester ses performances à sa température de fonctionnement à 4,5 K. Après plus de 18 mois d'essais, l’aimant a atteint son courant nominal en décembre 2013. En 2014, ce gros papillon de 22 tonnes a été installé dans son habitacle : un cryostat de 37 tonnes. L’ensemble de 59 tonnes a rejoint l’accélérateur de GSI début novembre 2015, pour sa réception en 2016 et ses premières expériences en 2017.
Design innovant conçu à l’Irfu
La masse froide de cet aimant au design innovant, avec notamment son blindage actif, pèse 22 tonnes avec une taille de 3,5 m x 4,8 m x H 2,5 m. Les 6 bobines intégrées dans leurs boîtiers respectifs en aluminium 5083 ont été livrées par l’industrie début 2011 et assemblées par les équipes SACM dans le hall 198 pour constituer la masse froide.
Training de l'aimant
L’aimant ne s’est pas laissé dompter facilement et a quenché 5 fois avant d'arriver à son courant nominal. Ce training n’est cependant pas inhabituel lors des premières montées de courant sur des aimants supraconducteurs. Installée dans la station d’essais W7X début 2012 pour son test cryogénique, la masse froide a atteint son courant nominal de 3584 A, le 6 décembre 2013, et a récidivé le lundi 9 décembre.
Qu'est ce qu'un quench: les conducteurs doivent prendre progressivement leur place. Lors de leur positionnement, souvent brutal, un dépôt d’énergie apparait dans le bobinage et la valeur d’énergie déposée est parfois suffisante pour faire transiter le conducteur, c’est-à-dire que sa température remonte au-dessus de la température critique et qu’il redevient résistif. |
Courbe de training de l’aimant
Masse froide de l'aimant de 22 tonnes à gauche, et intégrée dans son cryostat à droite. L'ensemble pèse 59 tonnes.
Intégration de la masse froide dans son cryostat
De janvier 2014 à juillet 2015, l’équipe technique a ensuite intégré cette masse froide à l’intérieur de son cryostat pour aboutir à un bébé de 59 tonnes et un volume de 5 m x 8,4 m x H 4,6 m. Ce travail de montage en poupées russes (masse froide dans son écran thermique, puis l’ensemble dans son enceinte à vide) nécessite de nombreux contrôles électriques, géométriques et d’étanchéité pour garantir le fonctionnement de l’aimant in fine.
Livraison à GSI (Allemagne)
Le dispositif entier vient juste d’être livré à GSI où il sera installé dans la cave C de l’accélérateur SIS300 pour les premières expériences de physique pour lesquelles Glad, qui est la pièce centrale de l’expérience R3B, délivrera son intégrale de champ de 4.8 T.m.
Contact: Christophe Mayri (Irfu/SACM)
Livraison à GSI
• Physique et technologie des aimants supraconducteurs
• Le Département d'Ingénierie des Systèmes (DIS) • Le Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme (DACM)
• R3B
