Vue de l’aimant complet avec sa culasse ferromagnétique (en orange). La tour cryogénique située sur la partie gauche permet les connexions externes avec le système cryogénique, le pompage, l’instrumentation et l’alimentation électrique. La masse totale est de 40 tonnes.
Le complexe Fair (Facility for Antiproton and Ion Research) est un accélérateur de particules de nouvelle génération en cours de construction à Darmstadt, en Allemagne, destiné à explorer et comprendre la nature de la matière et l’évolution de l’univers.
Construit dans le cadre d’une collaboration internationale comptant près de 50 pays, il est conçu d’après l’expérience et les développements technologiques déjà existants sur les infrastructures du laboratoire GSI. L’installation de deux anneaux de type synchrotron fournira des faisceaux d’ions à des intensités de 100 à 1000 fois plus grandes par rapport aux valeurs actuellement disponibles et qui permettront, associés avec des cibles spécifiques, la production de faisceaux secondaires de noyaux instables ou d’antiprotons. Ces faisceaux seront séparés spatialement en quelques centaines de nanosecondes par le séparateur de fragments Super FRS, permettant ainsi l’étude de noyaux de très courte durée de vie. Le Super FRS est constitué d’un grand nombre d’aimants, dont 24 dipôles supraconducteurs. Dans le cadre de la contribution Française au projet Fair, le SACM a en charge le suivi de la fabrication de ces 24 dipôles et participera aux tests à froid prévus au Cern à partir de 2017. Le design de ces aimants doit répondre à plusieurs contraintes:
? Un champ maximum au centre de l’entrefer de 1,6 T.
? Un rayon de courbure de 12,5 m.
? Une grande ouverture angulaire horizontale et verticale (± 190 mm x ± 70 mm).
? Une intégrale de champ magnétique homogène à ± 3,10-4 dans toute la zone utile.
Vue du cryostat et des 8 supports qui connectent la masse froide (4 K) au cryostat (300 K).
Vue des deux bobines supraconductrices en jaune.
Ces dipôles sont dits « superferriques » car la culasse en acier qui assure classiquement la fermeture du flux gouverne ici directement la qualité du champ magnétique. Le bobinage est réalisé en utilisant un brin en NbTi soudé dans une goulotte en cuivre afin d’assurer une plus grande stabilité et une meilleure protection en cas de transition brusque de l’état supraconducteur vers l’état résistif. La masse froide, refroidie à 4,2 K, est composée de deux bobines de forme trapézoïdale insérées dans un boitier en acier qui sert à la fois de structure mécanique pour reprendre les efforts magnétiques et de réservoir pour l’hélium liquide. L’ensemble est entouré d’un écran en cuivre refroidi avec de l’hélium gaz à 80 K et le tout est inséré dans un cryostat en acier inoxydable. Au cours des deux dernières années, le service a élaboré un design complet en s’inspirant des résultats obtenus sur un premier prototype conçu, fabriqué et testé dans le cadre d’une contribution Chinoise au projet Fair. Le SACM a également préparé les spécifications techniques destinées à l’appel d’offre prévu par Fair en 2017. Enfin, nous avons en charge la conception des 24 chambres à vide qui seront fabriquées à Novossibirsk dans le cadre de la contribution Russe au projet Fair et il participera à l’intégration finale sur le site de Darmstadt. L’installation du dernier aimant au sein du complexe Fair est prévue en 2021.
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