Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

Pour le projet Spiral 2, une source destinée à la production de deutons (D+) en mode continu a été conçue au SACM. Elle est en cours de construction et sera testée en 2004 sur la ligne de faisceau de Silhi. L’utilisation d’aimants permanents permet d’augmenter encore la fiabilité, réduit la consommation et facilite l’industrialisation. Le seul inconvénient est la rigidité de réglage : il faut changer les aimants ou les déplacer pour modifier leur influence. Le courant de la source de Spiral 2 est faible : 5 mA. Aussi, les tolérances de réglage sont suffisamment larges pour que l’utilisation des aimants permanents ne soit pas contraignante. Leurs avantages l’emportent alors largement, contrairement à la source Silhi pour laquelle les réglages nécessaires sont extrêmement précis. Le matériau choisi est le néodyme-fer-bore qui produit un fort champ magnétique avec un cycle d’hystérésis suffisant pour éviter la désaimantation : la durée de vie de ces aimants est largement supérieure à celle de la source.

En parallèle, l’étude d’une source d’ions hydrogène négatifs (H-) travaillant en mode pulsé se poursuit. En 2001, des mesures spectrométriques ont montré, à l’intérieur du plasma, la présence de molécules d’hydrogène excitées capables de produire des ions H- par attachement dissociatif. Les premiers ions ont été observés début 2002. En 2003, après déménagement de l’installation, la quantité d’ions H- a été largement accrue en séparant la chambre plasma en deux parties avec une grille en inox. Le rôle de la grille est de réfléchir l’onde radiofréquence qui n’est pas absorbée par le plasma et en conséquence de limiter le chauffage des électrons dans la zone proche du trou d’extraction. En faisant varier simultanément le potentiel de la grille et celui de l’électrode plasma, on optimise l’énergie des particules qui entrent dans la zone dite de production et l’intensité d’ions négatifs augmente. Le courant maximum a atteint 900 µA d’ions H- pour 20 mA d’électrons avec seulement 1 kW de puissance radiofréquence. Le but final est de produire plusieurs dizaines de mA à 50 ou 60 kV avec les qualités requises pour l’injecter dans le premier étage d’un accélérateur.

L’étude de la source d’ions négatifs est menée dans le cadre du réseau européen HP-NIS (High performance negative ion sources) qui regroupe 9 laboratoires européens. Le Dapnia/SACM est le coordonnateur de ce réseau dont le programme couvre la période janvier 2002 – décembre 2005.