09 décembre 2009
Test d'une future cible de réaction d'H2 pour SPIRAL2
réalisation d'un film cryogénique mince d'H2 au Hall 192

En parallèle des développements menés sur l'instrumentation nécessaire à l'exploitation des faisceaux de SPIRAL2, il est nécessaire de produire des cibles d'hydrogène pur pour accroître la pureté et la luminosité par rapport aux cibles actuelles. Le SPhN a proposé de réaliser une cible cryogénique, dont les caractéristiques seront adaptées aux conditions des futures expériences de réactions directes. Il s'agit du projet CHYMENE (Cible d'HYdrogène Mince pour l'Etude des Noyaux Exotiques), qui a pour but de développer une cible pure d'hydrogène solide H2 sans fenêtre qui s'écoulera sous la forme d'un ruban devant le faisceau dans le vide d'une chambre à réaction.

Pour utiliser cette cible avec des faisceaux d'ions lourds de basse énergie, tels qu'on les attend avec le futur dispositif SPIRAL2, son épaisseur est une donnée très importante. Elle doit être faible, inférieure ou égale à 50 µm.

On utilise pour cela une technique d'extrusion, développée par le laboratoire PELIN à Saint-Pétersbourg, dans laquelle une vis sans fin pousse un volume d'hydrogène vers une buse d'extrusion. La forme de la buse définit les caractéristiques géométriques de la cible. Cette technologie doit être adaptée pour fournir une cible mince homogène (épaisseur de 200 à 50 µm) compatible avec les conditions d'utilisation sous vide et sous faisceau.

Un premier test réalisé en juin 2007 à Saint-Pétersbourg a montré qu'une cible d'épaisseur 200 µm pouvait être produite dans des conditions stables, ce qui a constitué une première validation de la méthode.   

 
Test d'une future cible de réaction d'H2 pour SPIRAL2

Installation du cryostat de PELIN dans le Hall 192.

Test d'une future cible de réaction d'H2 pour SPIRAL2

Ruban d’H2 extrudé avec une buse de 100 µm.

L'épaisseur minimale que l'on peut obtenir avec cette technologie n'est pas encore connue. L'étude des conditions de production du ruban fait l'objet des tests qui ont été lancés à Saclay en novembre 2009. L'installation du dispositif dans le Hall 192 a été réalisé par des physiciens de l'IRFU/SPhN et de l'INAC/SBT (Grenoble) et des ingénieurs de PELIN en collaboration avec les équipes du SACM. La mise en œuvre préalable du projet a été menée avec un ingénieur du SBT de Grenoble.

Le cryostat a été implanté avec succès et un point de fonctionnement pour la production du film de H2 a été obtenu, permettant l'écoulement d'un ruban d'épaisseur 100 µm lors des tests réalisés du 16 au 25/11.

Les prochaines études de la cible (épaisseur et homogénéité) seront effectuées à Bruyères-le-Châtel sous un faisceau de protons.

 

Contacts:

DACM Jean-Marc Gheller

DPhN Alain Gillibert

 
#2709 - Màj : 19/10/2017

 

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