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Les TGIR pilotés par l’Institut de Physique du CNRS Charles Simon / Bertrand Girard 13 Avril 2011 Partie 2. EcoX. Rock. Les sources synchrotrons. ESRF (Grenoble) 6 GeV, 200 mA, C= 844 m, rayons X durs Début construction : 1988 Mise en service : 1994-99 40 lignes de lumière
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Les TGIR pilotés par l’Institut de Physique du CNRS Charles Simon / Bertrand Girard 13 Avril 2011 Partie 2
EcoX Rock Les sources synchrotrons • ESRF (Grenoble) 6 GeV, 200 mA, C= 844 m, rayons X durs • Début construction : 1988 • Mise en service : 1994-99 • 40 lignes de lumière • Upgrade 1 : 2008-15 – Upgrade 2 : 2016-22 • Budget annuel 85 + 13 (upgrade) M€ • SOLEIL (Saclay) 2,75 GeV, 400 mA, C= 354 m, rayons X mous et UV • Début construction : 2001 • Mise en service : 2008-12 • Phases 1 et 2 achevées en 2012 • 26 lignes de lumière (+2) • Budget annuel 60 M€ • Phase 3 en discussion
ESRF: 19 Members and Associates Countries Contributions to ESRF Budget • Members • France 27.5% • Germany 25.5% • Italy 15% • UK 14% • BeNeSync 6% • (Belgium, The Netherlands) • NordSync 4% • (Denmark, Finland • Norway, Sweden) • Spain 4% • Switzerland 4% • 100% • Scientific Associates • Portugal 1% • Israel 1% • Austria 1% • Poland 1% • Central-Sync 1.05% • (Czech Republic, Slovakia, Hungary)
Accelerator and Source Machine Statistics for 2008-2010 2008 2009 2010 98.30 99.04 98.78 64.5075.8067.50 1.10 0.73 0.82 Availability (%) Mean time between failures (hrs) Meanduration of a failure (hrs) Accelerator and Source Division P. Elleaume (1955 - mars 2011) Director of ASD 2000 -11
Large ribosomal subunit from Deinococcus radiodurans (courtesy A.Yonath, Weizmann Institute) First “synchrotron” Nobel Prize may lead to new and more efficient antibiotics
For SR Facilities to continue to be useful: - Applied and Fundamental Science Faithful and committed service to Users Cost effective ( Electricity? …) Increase the Users Community: Industry and Private Investment Rapid Access Availability and Reliability Automation and Remote Control: Bring SR in your Lab! Data: transfer, analyses, archiving, ….. Partnerships and Platforms More than photons New SR Sources - Storage Ring based: 0.1 nm Horizontal Emittance 1023 photons/s/mm2mrad2/0.1%BW ESRF (2010) ESRF (2007) ESRF (2000) ESRF (1994) Synchrotron radiation Second generation First generation X-ray tubes 1900 1920 1940 1960 1980 2000 • The Grand Challenges
Le synchrotron Soleil • Société civile de droit français • CNRS 72 % - CEA 28 % • Construction (2002 – 12) : 287 M€ • Région Ile de France 148 M€ • Essonne 34 M€ • CNRS + CEA 98 M€ • Région Centre 3.4 M€ • MESR 3 M€ • Exploitation (2002 – 12) : 330 M€
Analysis of the user affiliation • National users (75% of total access) • International users (25% of the total access 2008-2010)
L'asymétrie « naturelle » des molécules biologiques viendrait de l'espace (2) Coll : L. d’Hendecourt (IAS, Orsay). U. Meierhenrich (Univ. Nice), L. Nahon (SOLEIL) NH3:CH3OH:H20 1:1:2 irradié pendant ~ 48 h @ 6.64 eV Dépôtgazeux Irradiation VUV CP - SR Cryostat (80 °K) + irradiation pendant le réchauffement résidu hydrolyse (GC-MS)
Les pnictures de fer supraconducteursCASSIOPEE + collColson et al CEA, Brouet et al LPS BaFe2As2 LaO1-xFxFeAs FeAs T Cuprates Tc jusqu’à 56K (mars 2008) AF Dopage K au lieu de Ba => dopage trou Co au lieu de Fe => dopage électron SC Nombre de trous => Origine de la supraconductivité ? Relation avec le magnétisme ? => Relations d’autres supraconducteurs haute température, comme les cuprates? CASSIOPEE
PX1 SAXS - WAXS - GISAXS SWING ~120 A Macromolecularcrystallography Small-angle X-ray scattering Glycoprotein organization of Chikungunya virus Nanodiscs of phospholipids encapsulated by scaffold proteins E3-E2-E1 Icosaedric arrangement coating the virus Monodispersed objects Bilayer-based structures A tool for membrane proteins studies N. Skar-Gislinge et al, (2010) JACS, 132, 13713–13722 J. E. Voss et al (2010) Nature, 2 December. Cover page
Nano-tomographybeamline. T. Weitkamp • with two dedicated experimental end-stations for: 1- high spatial resolution ( < 100 nm) 2- highdensityresolution (Parallel-beamtomography) The 200 m long extention building that accomodates the two beamlines Long beamlines for highresolution 3D imaging and coherence Nanoscopium beamline (open for users 2013) A. Somogyi- C. Kewish- G. Baranton • 3D imaging on two dedicated experimental end-stations combining: • 1- Scanning coherent scattering / ptychography (image resolution down to <30 nm) • 2- nano-probe: 3D XRF, XANES, differential phase contrast, (min. resolution: 30 nm)
NIF, LMJ ELI-4 Les Lasers intenses HDE Haute Densité d'Energie UHI Ultra Haute Intensité 100 J 100 TW ns, ps fs LULI 2000 LIL MegaJoule LUIRE Apollon kJ PW 1 MJ 100 PW
Thématiques lasers intenses ns Matière à haute densité d'énergie HDE Fusion par confinement inertiel Interaction Laser - Plasma ps Particules énergétiques (e-, p) Rayonnement : THz --- X UHI fs Accélération d'électrons (GeV) Accélération d'ions (MeV) Lumière Extrême Sources secondaires X-UV, ultra-brèves Physique nucléaire vers la physique des hautes énergies, la physique nucléaire et la physique des particules
Science à ultra-haute intensité : accès au régime ultra-relativiste physique des particules, théorie des champs … Science attoseconde : "imagerie" à l'échelle attoseconde de la dynamique des électrons dans un atome, une molécule, un plasma ou un solide Sources de faisceaux haute énergie : faisceaux ultra brefs de particules énergétiques (>10 GeV) et de rayonnement –> Et leurs applications QED nonlinéaire: E·e·c=2moc2 optique ultra-relativiste optique relativiste Intensité focalisée [W/cm2] électrons liés CPA blocage de modes mode déclenché Les trois domaines scientifiques liés aux hautes intensités
Les installations UHI en exploitation en France LOA (ENSTA) – Salle Jaune : 1J / 30fs LASERIX (UPS – ENSTA) 40J / 100fs UHI100 (IRAMIS) – : 2J / 20fs ECLIPSE - CELIA : 200 mJ / 40fs
Les installations UHI en construction en France • LUIRE (ILE – ENSTA) • 15J / 30fs 1 tir/min 0,5 PW • 1 salle radio-protégée APOLLON (ILE – Orme des Merisiers) 150J / 15fs 1 tir/min 10 PW 1023 W/cm2 3 salles radio-protégées
Les installations ELI Pour l’instant : 3 projets de multi-10PW République Tchèque Roumanie Hongrie 1 pilier ≥ 100 PW à prévoir ?
Les budgets laser • LUIRE • 9,5 M€ investis • 500 k€/an de fonctionnement (à trouver) • Apollon : • 20 M€ dans le CPER • 10 M€ dans CILEX • 1,5 M€/an de fonctionnement (à trouver) • 15 postes IT (à trouver) • LULI : • 1.8 M€ (CNRS/TGIR) • 1 M€ Autres • 1.6 M€ (EP + CEA) • 2.6 M€ salaires CNRS