Division of Electronics, Detectors and Computing for Physics (DEDIP)

Le projet MYRRHA (« Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications ») a pour objectif d’être le premier démonstrateur de réacteur piloté par un accélérateur. Il s’inscrit dans le cadre des recherches et des développements sur la transmutation des déchets hautement radiotoxiques produits dans les réacteurs actuels. Le pilotage du réacteur sous-critique nécessite le couplage avec un accélérateur de très haute fiabilité délivrant un faisceau de protons à l’énergie 600 MeV et d’intensité 4 mA. Afin de valider les exigences de l’accélérateur, une première phase nommée MINERVA (« MYRRHA Isotopes productioN coupling the linEar acceleRator to the Versatile proton target fAcility ») est à présent en cours de construction au SCK CEN en Belgique. Ce projet permettra également de proposer à la communauté scientifique d’utiliser le faisceau de protons accélérés à l’énergie de 100 MeV. Les travaux effectués dans cette thèse s’inscrivent dans ce contexte. Les études détaillées de la conception des lignes de haute énergie positionnées en aval du LINAC sont présentées. Ces lignes de transfert, d’une longueur totale de l’ordre de 120 m, permettent de délivrer le faisceau d’énergie nominale de 100 MeV et d’intensité 4 mA sur trois sites : une installation recevant une fraction du faisceau de protons dédiée à la physique, un dispositif d’arrêt du faisceau de pleine puissance et une ligne dédiée à la qualification de la machine préfigurant la position future du LINAC et connectée au réacteur de MYRRHA. La conception de ces lignes a intégré l’ensemble des contraintes fixées par le projet. Dans le cadre de ce travail, les études ont porté sur un diagnostic de la mesure de position du faisceau. Pour cela, un outil de simulation analytique a été conçu. Il prend en compte tous les paramètres importants : la géométrie du système et les caractéristiques du faisceau. Nous avons pu confronter cet outil analytique avec les résultats de nos mesures effectuées auprès des installations IPHI au CEA Saclay et sur le LINAC de SPIRAL2 au GANIL à Caen. Cela nous a permis alors de proposer une conception optimisée d’un tel diagnostic pour les lignes de haute énergie du projet MINERVA.

The MYRRHA ("Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications") project aims to be the first demonstrator of an accelerator-driven system. It is part of research and development on the transmutation of highly radiotoxic wastes produced in existing reactors. Controlling the subcritical reactor requires coupling with a very high reliability an accelerator which deliver a proton beam at 600 MeV energy and 4mA intensity. In order to validate the accelerator requirements, a first phase called MINERVA ("MYRRHA Isotopes productioN coupling the linEar acceleRator to the Versatile proton target fAcility") is currently under construction at SCK CEN in Belgium. This project will also allow the scientific community to use the accelerated proton beam at energy of 100 MeV. The work carried out in this thesis falls within this context. Detailed design studies of the high energy beam transport lines positioned downstream of the LINAC are presented. These transfer lines, with a total length of around 120m, deliver the beam at nominal energy of 100 MeV and intensity of 4mA on three sites: an installation receiving a fraction of the proton beam dedicated to the physics, a full power beam dump device and a line dedicated to the qualification of the machine foreshadowing the future position of the LINAC and connected to the MYRRHA reactor. The design of these lines takes into account all the constraints set by the project. As part of this work, the studies focused on a beam position monitor. To this end, an analytical simulation tool was designed. It takes into account all the important parameters: the geometry of the BPM and the characteristics of the beam. We were able to compare this analytical tool with our experimental results carried out at the IPHI installations at CEA Saclay and at GANIL/SPIRAL2 in Caen. This allowed us to propose an optimized design of such BPM for the high energy lines of the MINERVA project.

Lien pour la visioconférence Zoom :

Launch Meeting - Zoom

Site Indico : Henri Kraft " Etudes de la dynamique faisceau et d'un diagnostic de position pour les lignes de haute énergie du projet MINERVA" (pôle accélérateurs) (15 juin 2021) · IJCLab Events Directory (Indico) (in2p3.fr)