Production de faisceaux primaires à haute intensité
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Production de faisceaux primaires à haute intensitéJournées accélérateurs , Roscoff , 9-12 Octobre 2005
1) Description de l’accélérateur GANIL
2) Modification de la plate-forme source (1992)
3) Gain en intensité pour les faisceaux primaires
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GANIL : Les 2 injecteurs
Injecteur 2 :Source ECR (25 kV) +Cyclotron K25 (<1 MeV/u)
Injecteur 1 :Source ECR (100 kV) +Cyclotron K25 (<1 MeV/u)
25%25%50%50%
< 10 MeV/u
< 1 MeV/u
< 95 MeV/u
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Les faisceaux primaires au GANIL
~ 20 faisceaux métalliques disponiblesDe 100 w à 3 kW sur cibleI > 1 pµA pour C, S
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BIAS < 0
HT > 0
10 cm
| B |B
HF 14 GHz
mixing gaz
main gaz
0.52 T
0.44 T
0.90 T
1.25 T
La source ECR (Electron Cyclotron Resonance)
I jusqu’à 5 mA1+, 2+, … n+
+25 kV
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13C – 75 MeV/u – 3.0 kW – 3.0 pµA48Ca – 60 MeV/u – 0.7 kW – 0.24 pµA36S – 77 MeV/u – 1.4 kW – 0.51 pµA78Kr – 68 MeV/u – 0.8 kW – 0.14 pµA
1991 : premier faisceau
La plate-forme 100 kV
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Décharges aléatoires dans le tube accélérateur :Durée 1 s à plusieurs heures
=> Limitation IHT à 2.5 mA => Limitation HT PF à 86 kV
Pénalisant pour la production de faisceaux métalliques (MIVOC : IHT -> 5 mA)
Ni, Fe, Cr, Mg ! : 2 fois moins d’intensité
IHT = 2.1 mA IHT = 2.5 mA
Décharge 15 sDécharge 2 h
Oblige à faire un état de charge plus élevé pour certains éléments : Ar , S (i.e. 2 fois moins d’intensité)
=> Il faut modifier la plate-forme : améliorer la stabilité + augmenter l’intensité accélérable
Limitation des performances de plate-forme 100 kV
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1) Tri partiel : source reculée + solénoïde intensité envoyée dans le tube diminuée d’un facteur 2
2) Tri total : source + dipôle intensité envoyée dans le tube diminuée d’un facteur 20
3) On fait une nouvelle plate-forme à côté
3 solutions étudiées :
Solution 2 jugée la plus sûre et d’un coût raisonnable
Propositions de modification de la plate-forme 100 kV
Difficulté principale : place réduite sur la plate-forme (3m x 4m)Comment placer 1 dipôle , 1 solénoïde , 1 alim dipôle , 1 alim solénoïde ???
Alimentations à découpage +Raccourcir au minimum les distances optiques
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Pompage
Fentes
Tubeaccélérateur
CF
Dipôle de tri
Vanne d'isolement
Solénoide
Source ECR4
20/06/2002
Ligne de la nouvelle plate-forme 100 kV
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Implantation des équipements
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Planning des travaux
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Retrait de tous les équipements
Janvier 2004
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Mise en place du plan de masse au potentiel PF
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Mise en place de la ligne
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Mise en place de tous les équipements
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Résultats pour le krypton
(Ancienne plate-forme : 700 W)
gain de 1.6 en intensité avec la nouvelle plate-forme
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Résultats pour le soufre
(Ancienne plate-forme : 1.5 kW)
gain de 2.1 en intensité avec la nouvelle plate-forme
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Résultats pour le nickel
(Ancienne plate-forme : 750 W)
gain de 2.0 en intensité avec la nouvelle plate-forme
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Conclusion
> Les décharges dans le tube ont complètement disparues
> Le transport est moins bon jusqu’à la CF11 (65% au lieu de 80%) mais on compense largement en « boostant » la source :
=> il faut faire le tri et l’accélération le plus vite possible
Intensité sur cible augmentée d’un facteur 2 pour le Soufre (3 kW) et le nickel (1.5 kW), d’un facteur 1.6 pour le krypton (1.3 kW)
Pour les autres faisceaux Fe, Mg, Cr un facteur 2 est attenduOn devrait atteindre 3 kW en magnésium !