Dans le cadre de la feuille de route européenne HFM (High Field Magnets), le CEA développe, en collaboration avec le CERN, différents modèles d’aimants. Un des objectifs de cette feuille de route est de démontrer que l’on peut atteindre des champs magnétiques dipolaires de 15-16 T à l’aide du supraconducteur Nb3Sn, pour des applications dans des expériences en physique des hautes énergies tels que les accélérateurs de particules.
La technologie des aimants à base de Nb3Sn, bien que maîtrisée jusqu’à un certain point, nécessite de nombreux développements afin de produire des dipôles performants générant 15-16 T. Pour cela, le CEA, grâce à un accord de collaboration avec le CERN, propose un plan de développement en plusieurs étapes. Chaque étape, de complexité et de difficulté croissantes, a pour but de valider ou implémenter une nouvelle technologie ou un nouveau concept.
Plan de développement en plusieurs étapes, pour viser des aimants haut champ de 16 T.
Le plan de développement est constitué de 5 étapes :
Ces échantillons peuvent être des éprouvettes matériaux, des maquettes, des éprouvettes faites de supraconducteurs ou de portions de bobines. Ce type d’échantillons ne transporte pas de courant électrique. Le but de ces échantillons est de caractériser le comportement des matériaux utilisés dans les aimants supraconducteurs et de nourrir les modèles numériques.
Ce sont des morceaux de conducteurs faits pour transporter du courant dans un environnement cryogénique et à l’état supraconducteur. Le but de ces échantillons est de caractériser le comportement des supraconducteurs dans des conditions représentatives (température, courant, champ magnétique, contrainte mécanique…).
Ce sont des aimants constitués de bobines courtes, produisant un champ magnétique faible ou intermédiaire (<14 T). Le but de ces aimants réduits est de développer et valider des procédures de fabrication, et sonder le comportement des supraconducteurs au sein des bobines.
Ce sont des aimants courts produisant un champ de niveau intermédiaire (12-14 T) et comportant certaines fonctionnalités représentatives des aimants d’accélérateurs telles qu’une forte densité de courant, un champ intermédiaire, des forces et des contraintes élevées… Le but de ces aimants est de démontrer la faisabilité de procédés de fabrication innovants et la performance de nouveau concepts.
Ce sont des aimants courts produisant un champ élevé (14-16 T) avec la plupart des fonctionnalités représentatives des aimants d’accélérateurs (champ magnétique élevé, qualité de champ, contrainte élevée, ouverture accessible…). Le but de ces aimants est de valider les performances des nouveaux procédés et concepts dans des conditions représentatives. Ces aimants et leurs outils sont conçus en vue d’un transfert vers des prototypes longs dans une étape ultérieure.
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Dernière mise à jour : 20-11-2024
