Contexte du projet à l'Irfu

Dans le cadre de l'Approche Elargie d'ITER, l’Irfu est chargé de mettre en œuvre la contribution française au projet IFMIF (International Fusion Materials Irradiation Facility), qui permettra de tester les matériaux développés pour les futures installations de fusion nucléaire. Une première phase consistant en la construction (à l’échelle 1) et la caractérisation de la partie basse énergie (jusqu’à 9 MeV) permettra de valider le design d’une telle machine.

L'injecteur IFMIF au SACM

Le premier élément de cette machine, l’injecteur, a été conçu et réalisé par des équipes du SACM et du SIS. Il est implanté dans le hall du bâtiment 126 du CEA/Saclay  depuis le début de l’année 2011. Il est constitué d’une source d’ions de type ECR placée sur une plateforme Haute Tension devant atteindre 100 kV et d’une ligne de transport équipée de solénoïdes, de groupes de pompage et de diagnostics. Ces équipements sont implantés à l’intérieur d’une casemate béton qui est un des éléments importants du système de radioprotection.
 

Des succès par étapes

Après réception des différents équipements et conditionnement de l’injecteur,

un faisceau d’ions hydrogène a été produit et guidé dans la ligne de transport à des énergies de 50 à 100 keV en mode pulsé et en mode continu.

Ensuite, sous contrôle des agents du service de radioprotection,

le premier faisceau de deutons a été extrait à une énergie de 100 keV avec un cycle utile de 1 % (10 ms – 1 Hz). Quelques semaines après , le cycle utile a été progressivement porté à 10 puis 30 et 50 % avant de passer à un fonctionnement continu.

Lors de ces récentes étapes le faisceau a été mesuré et analysé à l’aide de diagnostics spécialement développés pour cette application. 

Record mondial atteint en novembre 2012

En présence de témoins Japonais (JAEA) et Européens (membres de F4E), l’injecteur du projet IFMIF a atteint la grande majorité des performances demandées, tant sur le plan des caractéristiques du faisceau que sur le plan de la gestion des sécurités machine et personnel. Le système de contrôle a également été approuvé. Les résultats obtenus ont permis d’atteindre une puissance record pour un tel faisceau :

En mode continu, à la sortie de la source, la puissance du faisceau a atteint 17 kW (170 mA d’ions Deutérium à 100 kV) et derrière le cône d’entrée RFQ, le courant d’ions D+ a atteint 140 mA (soit 14 kW).

De plus, en mode pulsé, les mesures d’émittance (effectuées avec des faisceaux de 100 à 150 mA) ont montré que la qualité du faisceau répond aux conditions requises à l’entrée de cavité accélératrice RFQ.

La suite au Japon

A la fin de ces tests, F4E, JAEA et le Responsable du Projet ont décidé le transfert de l’Injecteur sur le site de Rokkasho, au Japon, dès le début de 2013. L’Injecteur sera le premier élément de l’accélérateur qui sera installé sur le site Japonais. Cette ré-installation sera conduite par les équipes de JAEA avec une participation très active des agents CEA. Le redémarrage du faisceau est prévu à la fin de l’été 2013, après l’autorisation des autorités de sureté japonaises.

Contact: Raphael-Jean Gobin