La cible Prespec est destinée à une nouvelle expérience de physique basée sur l’utilisation d’une cible épaisse d’hydrogène liquide adaptée à la spectroscopie gamma. Elle sera installée au centre de recherche GSI à Darmstadt pour le programme Prespec du SPhN.
Le SACM a en charge la construction de cette nouvelle cible d’hydrogène liquide de 6 cm de long et de 7 cm de diamètre utile. L’hydrogène est contenu dans un réservoir constitué par du mylar de 200 µm d’épaisseur afin de réduire les interactions parasites du faisceau avec l’enveloppe. La géométrie du container est en forme de doigt de gant pour dégager de grands angles solides d’analyse. Le mylar étant un polymère thermoplastique cette géométrie est réalisée par un emboutissage mécanique à une température de 150 °C. Cette technique évite tout collage mylar sur mylar et permet donc d’atteindre une pression de rupture de l’enceinte supérieure à 10 bars. L’enceinte est finalement collée sur une bride amovible permettant de changer facilement la longueur utile de la cible.
La cible à hydrogène liquide Prespec.
Il est prévu de réguler la cible à 20,4 K avec une stabilité proche de 0,01 K. La pression correspondante est de 101,3 kPa. Le volume total d’hydrogène liquide est réduit au volume de la cible afin de limiter au maximum la quantité d’hydrogène présente dans l’installation. Pour cela le gaz est liquéfié dans un condenseur situé au dessus de la cible et rattaché au deuxième étage d’un cryogénérateur délivrant une puissance frigorifique de 8 W à 20 K. L’enceinte de la cible est alors remplie simplement par gravité et les vapeurs froides sont collectées et renvoyées au condenseur.
Grâce à la fermeture d’une vanne froide située sur ce tube retour, le liquide contenu dans la cible est renvoyé dans le condenseur par le tube d’alimentation. La cible contient alors des vapeurs froides d’hydrogène à 20,4 K ayant une densité équivalente à 1,9 % de celle du liquide (70 kg/m3). Cela permet de réaliser des mesures de cible vide et de mesurer ainsi l’interaction parasite du faisceau avec l’enveloppe, puis de récupérer instantanément une cible pleine en ouvrant simplement la vanne froide.
Pour piloter cette nouvelle cible un système de contrôle-commande développé par le SIS assure la régulation en température, gère les différentes alarmes et la mise en sécurité de l’installation en cas de défauts.
• Détection des rayonnements › Réalisations en réponse aux enjeux sociétaux
• Le Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme (DACM)
