Name (Lab) Presentation title (Place, date) 1 IN2P3 Les deux infinis Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL) Réunion de lancement (Orsay, 29.

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1 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 1 IN2P3 Les deux infinis Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL) cprevost@lal.in2p3,fr Réunion de lancement (Orsay, 29 /03 /12)Vide

2 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 2 Vide Thom X Plan Architecture actuelle du pompage : Injection Transport Anneau (dernières simulations & conclusions) Conclusions & perspectives La fabrication Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL) Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12

3 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 3 Pourquoi le vide : -Injection : Constante de temps du vide ;photo cathode UHV ~10 -10 mbar -Section : Constante de temps du vide ; isolement champ HF ~10 -9 mbar -Transport : (λ e = 5,66 λ m =6,7.10 -3.5,66/p (Pa) Ex :10 -4 λ e =380 m) PI elles mêmes ~10 -8 mbar, section accélératrice ~10 -9 mbar, entrée de lanneau ~10 -10 mbar -Anneau : λ e ; vide dynamique Lionisation des gaz résiduels et limpact sur le paquet circulant impose un vide de ~10 -10 mbar Contraintes liées au vide : -Dégazages thermiques : Flux choix et mise en œuvre des matériaux -Dégazages activés : Flux Q simulations (RS ions e-/parois) -Pompage : Vitesses de pompage effectives S Té -Gradients de pression : Circulation des flux Δp (calculs analytiques) et conductances C (Monté Carlo) -Fuites : liaisons, passages -Mouvements : usure de diffusion -Mesure : pressions, analyse de gaz, taux de dégazage Vide Thom X Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

4 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 4 Vide Thom X Injection Pour avoir la plus longue durée de vie possible de la photo cathode, lultra vide est exigé à lintérieur du photo injecteur et plus particulièrement dans la 1ère demi cellule. entrée de section cathodePour une pression de 10 -9 mbar en entrée de section accélératrice, les simulations de vide prévoient une pression résiduelle de 3.10 -10 mbar an niveau de la cathode. Système étuvé = 5.10 -10 mbar.l.s -1.cm -2 (N 2 ) Pression en fonction de la distance (vide statique) Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

5 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 5 Vide Thom X Injection Test dune cathode métallique en remplacement dune cathode semi-conductrice Cs 2 Te Pas de chambre de préparation et transfert en UHV Conditionnement relativement difficile (12h pour atteindre ~ 60 MV.m -1 ), remontés de pression (7.10 -9 à 10 -7 mbar), nombreux claquages. En présence uniquement de HF, le dégazage est principalement de lhydrogène, du CO et CH 4 comme constaté lors du premier conditionnement du canon Alpha X et légère diminution H 2 0 et O 2 (recompositions). Lors de la production du premier faisceau, p x 10, augmentation de tous les pics. Les pics 24, 25 et 26 augmentent aussi de façon significative (pas du Mg décomposition H x C y ). Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Cathode non polie, non nettoyée & non étuvée Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

6 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 6 Vide Thom X Transport 3 conditions : la sortie section doit avoir un vide aux alentours de 10 -7 Pa ; les pompes ioniques doivent fonctionner à 10 -6 Pa ; lentrée anneau doit être à 10 -8 Pa Estimation : VacIon Plus 300 en sortie de section & sur le septum ; VacIon Plus 40 anneau au plus près du septum ; septum traité thermiquement ; DN 40 : Cu = 7,09.10 -3.m 3.m.s -1 ; C sortie septum = 0,18 m 3.s -1 ; sans étuvage σ = 2.10 -8 Pa.m.s -1 ; avec étuvage σ = 5.10 -10 Pa.m.s -1. Conclusion : p entrée anneau ~10 -7 Pa nécessité dun étuvage après septum pour avoir les 10 -8 Pa à lentrée de lanneau Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

7 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 7 Vide Thom X ¼ Anneau avec cavité optique Insertions de deux pompes ioniques supplémentaires sur la partie rectangulaire de la cavité optique Suppression de la pompe ionique au point dintersection de lanneau Calcul avec les nouveaux dégazage et conductance spécifiques de la chambre elliptique de lanneau Lionisation des gaz résiduels et limpact sur le paquet circulant impose un vide de 10 -10 mbar Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

8 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 8 Vide Thom X ¼ Anneau avec cavité optique Les deux chambres optiques sont non étuvées σ = 2.10 -8 Pa.m.s -1 ; la surface est de 2 x 2 m 2 Conductance dune demi-enceinte rectangulaire : C =7,08.10 -1 m 3.m.s -1 Conductance des fentes : 9x48 C=4,52.10 -2 m 3.s -1 & 6x30 C=1,60.10 -2 m 3.s -1 Dégazage chambre optique :Sans étuvage ~ 2 m 2 σ = 2.10 -8 Pa.m.s -1 : Q=4.10 -8 Pa.m 3.s -1 Dégazage chambre optique rectangulaire, σ=10 -9 Pa.m.s -1 : Q=7,6.10 -10 Pa.m 3. s -1 Dégazage fentes, σ=10 -9 Pa.m.s -1 : 9x48 Q=2,28.10 -13 Pa.m 3.s -1 & 6x30 Q=1,44.10 -13 Pam 3.s -1 Pompe ionique cavité optique : VacIon Plus 500 diode DN 150 : S = 320.10 -3 m 3.s -1 à ~10 -10 mbar ; port de pompage C = 1,36 m 3.s -1 S eff = 278.10 -3 m 3.s -1 Pompe ionique section rectangulaire cavité optique : VacIon Plus 150 diode DN 100 : S = 90.10 -3 m 3.s -1 à ~10 -10 mbar ; port de pompage C = 0,46 m 3.s -1 S eff = 75.10 -3 m 3.s -1 500/278 150/75 Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

9 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 9 Vide Thom X ¼ Anneau avec cavité optique Le flux dégazé par la cavité optique non étuvée est très important : 2 x 4.10 -8 Pa.m 3.s -1 (cest approximativement 40 fois ce qui est dégazé par la totalité de lanneau). Il faudrait consacrer 8 m 3.s -1 pour atteint les 10 -8 Pa escomptés ( actuellement 0,7 m 3.s -1 –dix fois moins- y sont consacrés). La conductance rectangulaire de la cavité optique : 7.10 -1 m 3.s -1 ; la conductance des deux fentes entre cavité optique et anneau est importante :6.10 -2 m 3.s -1 pas de pompage différentiel Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

10 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 10 Vide Thom X ¼ Anneau avec cavité optique Conductance spécifique de lanneau de section elliptique (40-28): c =4,52.10 -3 m 3.m.s 1 (anciennement 5,04.10 -3 m 3.m.s 1) Dégazage spécifique de lanneau de section elliptique σ=10 -9 Pa.m.s -1 : q=1,08.10 -10 Pa.m 3.s -1 m -1 (anciennement 1,13.10 -10 Pa.m 3.s -1 m -1 ) Pompes ioniques anneau : VacIon Plus 40 diode S= 30 l.s -1 à ~10 -10 mbar; port de pompage C = 36,2 l,s -1 S eff = 1,9.10 -2 m 3.s -1 40/19 Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

11 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 11 Vide Thom X ¼ Anneau avec cavité optique La diminution transverse de lellipse (passage de 43 à 40) a conduit à une diminution sensible de la conductance spécifique (c = 5,04.10 -3 à 4,52.10 -3 m 3.m.s 1 : ~10%) pratiquement sans diminuer le dégazage spécifique (q = 1,19.10 -10 à 1,08.10 -10 Pa.m 2.s -1 : ~ 0,4%) augmentation des gradients de pression. La vitesse efficace des pompe de lanneau est sensiblement diminuée avec le Té à grille : S eff = 1,9.10 -2 m 3.s -1. On rappelle que pour avoir 90% de S, il faut que la conductance du Té soit C = 9 x S = 2,7.10 -2 m 3.s -1 (actuellement : 3,6.10 -3 m 3.s -1 ). Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

12 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 12 Vide Thom X ¼ Anneau avec cavité optique Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

13 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 13 Vide Thom X ¼ Anneau avec cavité optique 1,31.10 -7 Pa 8,7.10 -8 Pa 7,82.10 -8 Pa 2,33.10 -8 Pa 1,49,10 -8 Pa 1,06.10 -8 Pa 8,97,10 -9 Pa Ancienne configuration (PI point dinteraction) p moy = 4,61.10 -8 Pa mais point haut ~1,5.10 -7 Pa Nouvelle configuration (PI section rectangulaire) p moy = 3,06.10 -8 Pa mais point haut ~1,31.10 -7 Pa Il est possible daméliorer encore le vide limite en étuvant la totalité ou les parties de la cavité qui peuvent lêtre La pression moyenne est améliorée et la pression maxi sur la cavité optique diminuée. Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

14 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 14 Vide Thom X ¼ Anneau Conclusions : La pression moyenne est de 3,06.10 -8 Pa, elle peut être améliorée en augmentant la conductance du Té de pompage. Un point haut de pression subsiste sur la cavité optique 1,31.10 -7 Pa. La présence dune partie non étuvée aura des conséquences sur lévolution de la pression avec le temps sur lanneau (fréquence des étuvages). Il faut que la cavité optique soit étuvée. Deux Tés de pompage sont ajoutés sur la partie rectangulaire de la cavité optique (DN 100 ; h = 100). Septum « SOLEIL »: 10 -8 Pa, Quid ? Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

15 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 15 Différentes configurations: Dimension ne prenant pas en compte la courbure du tube faisceau Vide Thom X Amélioration Té pompage anneau Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

16 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 16 Surface des fentes 42.4 cm 2 Surface dégazante 351.41 cm 2 45.41 cm 2 342.45 cm 2 50.21 cm 2 328.65 cm 2 Port n°1 4 fentes 3 barres Port n°2 3 fentes 2 barres Port n°3 2 fentes 1 barres Calcul + précis Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Vide Thom X Comparaison pour différents ports de pompage sans contre chambre Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL)

17 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 17 Proba %C int (N2@20°C) (L/s) Surface des fentes(cm 2 ) Port pompage n°1 4 fentes 3 barres 25.99 36.3 42.4 Port pompage n°2 3 fentes 2 barres 26.57 37.4 45.41 Port pompage N°3 2fentes 1 barres 26.85 38 50.21 Mesure de la conductance par la méthode de Monté-Carlo (Molflow+ 2.1) Augmentation de la conductance de 4.7 % entre le port de pompage n° 1 et 3 Vide Thom X Comparaison pour différents ports de pompage sans contre chambre Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL) Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12

18 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 18 Pression (unité arbitraire) Distance (mm) Port n°1 Port n°2 Port n°3 Le gain sur la pression entre le port de pompage n°1 et n°3 est denviron 3% malgré une augmentation de la surface des fentes de 18% Poursuivre les simulations Té Vide Thom X Dans la configuration de Thom x, simulation de distribution de pression le long du port de pompage Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL) Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12

19 Name (Lab) Presentation title (Place, date) 19 Vide Thom X Ch. PREVOST B. MERCIER (LAL) Réunion de lancement 0rsay, 29 /03 /12 Un début de fabrication Brasage canon Conditionnement cavité Brasage Té pompage guide HF Maquette Contrôle Commande Etuvage ultra mince etc…