Coupe d’'une source à aimants permanents avec son système d’extraction du faisceau de deutons ; de gauche à droite, le guide d'’onde hyperfréquence, la chambre du plasma et les électrodes d’'extraction.
Le SACM est un des laboratoires mondiaux de pointe pour la production intense d’ions légers qui sont demandés par les futurs accélérateurs à fort courant. Les faisceaux, extraits de sources d’ions avec une énergie de plusieurs dizaines de keV, peuvent atteindre une puissance de l’ordre de 10 kW. Grâce aux résultats obtenus avec la source Silhi, le SACM construira les sources de deutons (D+) devant équiper les accélérateurs Spiral 2 et Ifmif.
La source Silhi, développée dans le cadre du projet Iphi, a démontré l’efficacité des sources à résonance cyclotronique électronique (ECR) pour produire des faisceaux intenses de protons (H+). Des mesures récentes, en collaboration avec le centre de recherche sur les ions lourds GSI, en Allemagne, et l’Université de Francfort ont confirmé les qualités du faisceau extrait en mode pulsé.
La difficulté du transport à basse énergie est due à la variation de compensation de charge d’espace le long de la ligne. Ce problème qui a fait l’objet d’une première étude et d’une thèse au SACM, devra être mieux maîtrisé pour que le faisceau extrait de la source du projet Ifmif réponde aux conditions requises.
Une nouvelle source dont le champ magnétique axial est fourni par des aimants permanents a été développée pour répondre aux exigences du projet Spiral 2. Cette source est capable de produire un faisceau continu de 5 mA de D+ à 40 keV, tout en respectant les qualités de fiabilité, d’émittance et de flexibilité des paramètres. De plus, une légère modification a permis de produire une intensité totale supérieure à 100 mA à une énergie de 95 keV, en injectant du gaz hydrogène dans la chambre du plasma. La source finale de Spiral 2 sera également construite et testée très prochainement dans le service.
Source de deutons accrochée au tube accélérateur.
En parallèle, l’étude d’une source d’ions négatifs (H-) s’est poursuivie, jusqu’en décembre 2005, dans le cadre d’un réseau européen du 5e programme cadre de recherche et de développement (5e PCRD) dont le SACM était le coordonnateur. Les résultats obtenus avec la source ECR sont encore modestes mais encourageants : une intensité supérieure à 4,5 mA en mode pulsé. Pour accroître les performances, des calculs théoriques ont permis de définir une structure magnétique multipolaire qui sera associée à une nouvelle chambre de plasma.
Afin de prolonger et amplifier ces développements, un banc d’études et de tests des sources d’ions, Betsi, est en cours de construction. Pour caractériser et optimiser les futures sources de Spiral 2 et d’Ifmif, il paraît opportun de l’équiper d’une ligne instrumentée dédiée à l’analyse des faisceaux à basse énergie.
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