Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme

La construction de ESS (European Spallation Source), destinée à devenir la source de neutrons la plus puissante au monde, est lancée à Lund (Suède). Ce très grand instrument international vise à fournir des faisceaux de neutrons pour la recherche fondamentale et la recherche appliquée. Au titre de l’engagement de la France, le CNRS et le CEA participent à sa construction qui devrait s’achever à l’horizon 2019.

Dans le cadre du partenariat avec la société Pantechnik, située à Bayeux (Calvados) qui a été  conclu en 2013  pour la commercialisation de la source appelée SILHI2® , le SACM a testé avec succès en juillet et août 2014  sur le banc BETSI¹, les deux premières sources fabriquées par l'entreprise.

Dans la cadre du développement des accélérateurs de forte intensité,  le CEA a initié, en 1995, le développement d’une nouvelle source d’ions à résonance électronique cyclotronique, la source SILHI², produisant 100 mA de protons à 100 keV. Les résultats obtenus ont permis au CEA de produire des sources équivalentes pour les projets IFMIF et FAIR. Une nouvelle configuration magnétique en aimants permanents a permis la réalisation de sources plus simples et moins intenses dont une pour le projet Spiral2. Début 2013, un partenariat avec la société Pantechnik, située à Bayeux (Calvados), a été conclu pour la commercialisation de cette source appelée SILHI2® et dérivée de la source originale SILHI.

La procédure et les outillages d’assemblage des tronçons de la cavité RFQ du projet Spiral2 ont été validés à Saclay. Les deux tronçons ont été assemblés avec succès, permettant ainsi de valider l’obtention de la précision drastique requise pour les aligner ainsi que le niveau d’étanchéité necessaire pour y faire régner l’ultra vide. Les tronçons ont été démontés et sont prêts à être expédiés au GANIL où le montage final va débuter le 8 septembre.

Rôle d’une cavité accélératrice RFQ

L’Irfu a en charge les études, la réalisation, le montage et la mise en service au GANIL de la cavité accélératrice RFQ (Radio Frequency Quadrupole) de Spiral2. Cette cavité en cuivre pur est placée à la sortie des lignes « basse énergie » qui conduisent les faisceaux continus issus des sources de particules jusqu’à elle (voir aussi L'injecteur de SPIRAL2 prêt à déménager au Ganil, juillet 2012). Son rôle est de regrouper les particules en paquets (88 millions de paquets par seconde), tout en commençant à les accélérer jusqu’à 3 MeV (et pour une intensité allant jusqu’à 5 mA), afin de pouvoir ensuite les injecter dans l’accélérateur linéaire supraconducteur.

La cavité RFQ est composée de cinq tronçons de cuivre de 1 m de longueur, et pesant 1,6 tonnes chacun. La puissance RF installée nécessaire à son fonctionnement est de 240 kW en continu. La thermalisation de la cavité est assurée par une circulation complexe d’eau à température régulée.