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A ccélérateur L inéaire auprès du T andem d’ O rsay

A ccélérateur L inéaire auprès du T andem d’ O rsay. Journées Accélérateurs de la SFP Roscoff , 10-12 octobre 2005. S. Essabaa pour la collaboration ALTO. • Description sommaire du projet • État d’avancement des travaux • Perspectives et R&D cibles Sources.

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A ccélérateur L inéaire auprès du T andem d’ O rsay

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  1. Accélérateur Linéaire auprès du Tandem d’Orsay Journées Accélérateurs de la SFP Roscoff , 10-12 octobre 2005 S. Essabaa pour la collaboration ALTO • Description sommaire du projet • État d’avancement des travaux • Perspectives et R&D cibles Sources

  2. Recherche fondamentale et R&D • Produire une large variété de noyaux riches en neutrons par photofission d’une cible épaisse de carbure d’uranium • Étudier la structure des noyaux exotiques très loin de la vallée de stabilité • Disposer d’un banc de tests pour la R&D pour l’optimisation des paramètres cible-source pour SPIRAL2 et Eurisol-DS

  3. Autres applications Biochimie • Biochimie sous rayonnement ionisant • Irradiation des protéines • Étude de l’ADN sous irradiation parallèle (X, e) Applications industrielles • Irradiation des composants électroniques

  4. Gammas Electrons Cible d’UCx Séparation Isotopique en Ligne Production de fragments de fission par photofission

  5. Caractéristiques du faisceau • Énergie: 50 MeV • Courant moyen: 10 µA • Dispersion en énergie [DE/E] < 10 % • Fréquence de répétition: 100 Hz • Durée de l’impulsion: 10 ns to 2 µs • Longueur de l’accélérateur: ~12 m • Emittance estimée: 0.6 p mm mrad @ 50 MeV

  6. Productions estimées à partir des mesurées à PARRNe • Avec des électrons de 10 µA @ 50 MeV • Gain d’un facteur 100 (x10 réaction, x10 intensité) • 1011 – 4 x1011 fissions/s • Typiquement 3x107 – 108 132Sn après séparation • 5 runs/an: 1 semaine de préparation, 3 semaines d’expérience, 1 semaine de décroissance

  7. Ligne 210 BS3 TI(3) ECS BS2 QP6 S7 BPM(3) QP8 X2,Y2 Écran (2) QP7 ALT2 QP5 S6 NEPAL Ligne 210 QP4 Fentes H BPM(2) WCM(2) WCM(1) S4 S5 TI(2) L5 QP3 S2 S3 G PG ALT1 ACS Canon S1 Écran (1) BS1 TI(1) BPM(1) X1,Y1 (profileur) QP1 QP2 L1 L2 L3 L4 Synoptique d’ALTO

  8. Cible-Source d’ions

  9. Réseau HF Déphaseur Atténuateur Coupleur 24 dB TBL284C0034 Modèle LAL Coupleur 4 dB 4022 Coupleur 6 dB

  10. Contrôle & Commande ALTO • Le système de contrôle et commande de l’accélérateur ALTO utilise le logiciel de supervision industrielle : “Panorama”. • L’acquisition des données, les synoptiques graphiques animés, les fonctions sécuritaires de surveillance et de conduite, le traitements des alarmes, l’archivage… font partie des nombreuses fonctions de ce système d'exploitation • Son architecture comprend deux PC serveurs redondants, une électronique d’entrées-sorties et un PC d’interface homme-machine via un réseau éthernet Poster de T. Corbin

  11. Système de sécurité ALTO Gestion par automate des EIS : Eléments Importants pour la Sécurité (rondiers, coups de poing, porte et signalisation) Le système est basé sur quatre principes : • le contrôle de l’action entreprise « le tir » • le contrôle des lieux « zones » avec et sans faisceau • l’autorisation de « tests » • l’autorisation d’ « accès contrôlé » Le système actif et alimenté par le 24V auto secouru. Poster H. Bzyl & M. Raynaud

  12. 0,5 µSv/h 0,5 µSv/h 12 m 10 µSv/h Structure du blindage dans ALTO • Normes de radioprotection • Contraintes de l’installation existante • Le code de calcul Fluka • Modélisation de la géométrie Exposé M. Chiekh

  13. Manutention de la cible-source

  14. L’accélérateur est complètement assemblé L’intégration des systèmes HF et C&C continue à progresser Les premiers tests faisceau e sont envisagés fin 2005 La production des faisceaux radioactifs démarrera en 2006

  15. Aire 1 Aire 2 Aire 4 Laser Aire 3 Lignes secondaires - Plateforme laser Parrne Aire 1 laser

  16. Système laser à colorants Tube d’ionisation Four de Cs • Laser pompe: Nd-YAG • Taux de répétition 30Hz • Puissance: 150 mJ/pulse @ 355 nm • 290 mJ/pulse @ 532nm • Longueur de pulse: 8 ns - Four de Sn + Source d’Ions laser

  17. 62317 cm-1 450 nm 4P3/2 41114 cm-1 4D5/2 62948 cm-1 249,2 nm 0 2S1/2 437,9 nm 4P3/2 40114 cm-1 249,2 nm 2S1/2 0 4D5/2 63585 cm-1 441,75 nm 4P3/2 40948 cm-1 249,2 nm 2S1/2 0 Second prototype for Cu ionisation Prototype proche du CERN avec le container de la cible UCx Après Sn, différents schémas testés pour l’ionisation du Cu Prochaine étape : Installation auprès d’ALTO Avec le laser YAG 20 kHz (100 W, 80 ns) Exposé R. SIFI

  18. Source d’ions PM Cellule à échange de charge lentilles séparateur miroir laser pulsé Spectroscopie laser auprès d’ALTO

  19. séparateur Ion Guide Laser Ion Source IGLIS Ar, 500-1000 mbar Uranium dense 3x 10-20 mg/cm2 laser W convertisseur Faisceau d’electrons de 50 MeV Élimination des processus lentes de diffusion- effusion de la cible Réduction de l’ionisation du gaz tampon dans le cellule

  20. Étude de R&D auprès ALTO Relâchement Cible UCx de haute densité (collaboration PLOG) Relâchement utilisant les molécules Étude de la structure de la cible (Eurisol) Sélectivité Sélectivité chimique Sélectivité utilisant les lasers Combinaison des lasers et des traps Sélectivité magnétique

  21. Laboratoire Cible-Source d’Ions Dimensionné pour la R&D cible Spiral2

  22. Four Four de la cible UCxSpiral2 (IPNO-GANIL) Faisceau primaire de forte puissance: 200 kW Nouvelle conception de l’ensembles cible-source d’ions

  23.  Conception: retour de courant à travers le réflecteur (Y. Huguet) •  Tests d’un prototype en inox (1000 °C) • Réalisation d’un prototype en Ta • Validation des calculs avec le code SISTUS (F. Pellemoine) • Calculs avec le code 3D-IDEAS (F. Launay) • tests de chauffage de longue durée

  24. R&D Cible faible UCx faible densité • Tests de chauffage de longue durée • Étude de la structure de la cible en fonction de la température par microscopie e et X • Adaptation de la cible à Source MK5 ou IRENA • Étude relâchement avec e ou neutrons • Étude relâchement en utilisant des molécules

  25. Source d’ions IRENA Développement d’un prototype de type Febiad basé sur EBGP (Nitschke, LBL 1985). • Réduction de la quantité de composants  déchets radioactifs et coûts  . • cathode radiale  longue durée de vie (> 1 mois). • T source peut atteindre 2500 °C Assemblage et tests HT et vide Premiers faisceaux sur le séparateur d’isotopes hors ligne Amélioration du système de refroidissement et des alimentations de puissance Caractérisation complète de la source Poster C. Lau

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