Vue schématique des éléments du spectrophotomètre Vamos
Objectif
Vamos est un spectromètre magnétique dédié à l'identification des noyaux produits dans les expériences utilisant les faisceaux secondaires radioactifs de Spiral (système de production d'ions radioactifs et d'accélération en ligne). Ces faisceaux présentent des spécificités par rapport aux faisceaux du Ganil (Grand Accélérateur national d'ions lourds) à savoir une faible intensité (au mieux 100 millions de particules par seconde) et une basse énergie (queques 10 MeV par nucléon). C'est pourquoi ils ont nécessité la réalisation d'un nouvel équipement de grande efficacité de détection et de grande acceptance, capable de rejeter le faisceau ou de trier les ions qui le contaminent.
Localisation Ganil, Caen (France)
Collaboration Allemagne (2), France (4), Royaume-Uni (4)
Instruments
Le détecteur Vamos consiste en 2 ensembles distincts:
- deux chambres à dérive, une chambre à ionisation et un scintillateur plastique pour la détection des ions légers et/ou rapides (faible pouvoir ionisant) ;
- deux feuilles émissives associées chacune à un détecteur d'électrons secondaires (SeD) placé hors du faisceau, la même chambre à ionisation et éventuellement le scintillateur plastique pour la détection des ions lourds et/ou lents (à grand pouvoir ionisant).
Spécificités
L'électronique "front-end" et le détecteur d'électrons secondaires sont les deux principales spécificités de Vamos.
Une électronique intégrée à bas bruit (circuit Gassiplex développé par le Cern et piloté par des modules VME) pour la lecture des signaux issus des chambres à dérive et des détecteurs SeD à remplacer la chaine classiquement utilisée au Ganil (préamplificateurs de charge en technologie CMS associés à des modules VXI)
Si initialement, la collaboration Vamos prévoyait l'utilisation de galettes à microcanaux pour la détection des électrons secondaires, cette solution a été rapidement écartée (taille du plan focal, fragilité, coût) et le Dapnia a engagé un programme innovant de R&D sur les détecteurs à gaz à basse pression pour la détection d'électrons de faible énergie qui a abouti en octobre 2002 au test sur faisceau du prototype SeD échelle 1.
Le détecteur est constitué d'une feuille métallisée très mince, émissive d'électrons secondaires au passage du faisceau d'ions. Ces électrons, guidés par un champ électrique couplé à un champ magnétique sont ensuite détectés par un détecteur gazeux basse pression positionné hors faisceau. Le détecteur ainsi réalisé, à une surface utile remarquable de 10x40 cm² et permet d'obtenir des résolutions dans les 2 positions de 1,4mm FWHM et une résolution en temps de 300psec FWHM.
Détecteur d'électrons secondaires échelle 1
Détecteur SeD monté dans l'enceinte à vide de Vamos au GANIL
Contribution du Dapnia
Responsabilités scientifiques et techniques Le projet se découpe en deux grandes activités axées autour du spectromètre pour l'une et de la détection pour la seconde. Le Dapnia a la maîtrise d'oeuvre de cette seconde activité (hors chambre à ionisation). Le Dapnia a également eu la charge de coordonner les études sur l'électronique de lecture et l'acquisition de données.
Etats et perspectives
Dates importantes Livraison en juillet 2001 des chambres à dérive.
Tests sur faisceau avec succès en octobre.
Livraison des détecteurs SeD en septembre 2004.
Bilan scientifique et technique Une thèse ;
x articles publiés ;
présentations à de nombreuses conférences.
Faits marquants Tests sur faisceau avec succés du prototype échelle 1 du détecteur SeD en octobre 2002.
Contacts
• Structure de la matière nucléaire
• Le Département d'Électronique des Détecteurs et d'Informatique pour la Physique (DEDIP) • Le Département d'Ingénierie des Systèmes (DIS) • Le Département de Physique Nucléaire (DPhN)
• Laboratoire de conception, d’études et d’avant-projets (LCAP) • Laboratoire des Relations Industrielles (LRI)
