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1 – Présentation de la machine : -Carte didentité -Localisation -Synoptique et design -Vues réelles -Installation des équipements 2 – Fonctionnement des.

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2 1 – Présentation de la machine : -Carte didentité -Localisation -Synoptique et design -Vues réelles -Installation des équipements 2 – Fonctionnement des sections spécifiques de REX : -TRAP -EBIS 3 – Les convertisseurs : -Besoins -Topologies -En quelques chiffres 4 – Le future de REX Sommaire

3 Nom commun: Date de mise en service: Conception: But: REX-ISOLDE permet de : - Regrouper les ions radioactifs issues des séparateurs dISOLDE (GPS ou HRS) - Modifier la charge des ions (1+ q n+ q) - Accélérer les ions pour les expérimentations ~700 radio-isotopes issues de 60 éléments différents ~700 radio-isotopes issues de 60 éléments différents REX-ISOLDE: Radioactive beam EXperiment à ISOLDE Carte didentité Expériences pour les premiers faisceaux en 2001 Collaboration entre plusieurs universités européenne de physique (Allemagne - France – Suède – Belgique – UK) et le CERN pour la mise à disposition des locaux 1

4 Le Hall ISOLDE 1

5 Synoptique fonctionnel Regroupement et augmentation de la charge des faisceaux dions radioactifs en combinant TRAP et EBIS afin dobtenir des faisceaux plus lourds (n+ q) Accélération des isotopes radioactifs à des énergies proches de la barrière de Coulomb Investigations sur les noyaux avec phénomène à halo 1

6 Design de la machine 1

7 TRAP EBIS Séparateurs Triage - Regroupement et Séparation des ions Beam Transfert 1

8 Vue réelle des parties LINAC et cible 1

9 Installation des équipements : REX-TRAP 1

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11 Installation des équipements : Beam Transport 1

12 Installation des équipements : REX-EBIS 1

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16 Installation des équipements : Les séparateurs de masse 1

17 Installation des équipements : Le linac 1

18 B trap cylinders beam in Principe de triage et de regroupement des ions par REX-TRAP U Potential Trapping & Cooling phase (20ms) Ejection phase 2 Buffer gaz 100k to 20Mhz B=3Tesla 1,3m

19 Modification de la charge des ions par REX-EBIS Drift tubes Solenoid 3T Canon a électron Anode Collecteur electron repeller Électrode barrage U (z) Z Injection Ejection 2 Buffer Gaz

20 Besoins en convertiseurs 3 2 groupes de charge: -Éléments électrostatiques (électrodes, steerers, quadripôles, séparateur …) -Éléments magnétiques (triplets, streerers, bender, séparateur…) 2 modes de fonctionnement: -Régime continue pour la majorité des charges -Régime programmé pour certaines parties de TRAP et dEBIS (système dinjection + éjection) 3 familles de convertisseur : -Utilisation en régime continu avec régulation en tension (2kV à 60kV) -Utilisation en régime programmé avec régulation en tension (200V-1µs à 60kV-1ms) -Utilisation en régime continu avec régulation en courant (2A à 350A)

21 Topologies des convertisseurs 3 Commutation en basse tension (Bipolaire, MOS ou IGBT) + transformateur élévateur + multiplieur de tension à diodes Convertisseur HEINZINGER 24VDC 0-6kV Ioutmax = 1mA

22 Topologies des convertisseurs 3 Commutation en basse tension (Bipolaire, MOS ou IGBT) + transformateur élévateur + transistor(s) MOS ou IGBT en série montés en étage Push-Pull Amplificateur TREK pour électrode (230Vac -/+500V Bw = 4kHZ Ioutmax = 20mA)

23 Topologies des convertisseurs 3 Commutation en basse tension (Bipolaire, MOS ou IGBT) + transformateur élévateur + multiplieur à diodes + transistor(s) MOS ou IGBT en série montés en étage Push-Pull Convertisseur TREK pour lentille focalisante sur EBIS (0-20kV Bw=10kHz Ioutmax = 20mA)

24 Topologies des convertisseurs 3 Commutation en basse tension avec MOS + transformateur élévateur + multiplieur à diodes + transistors MOS montés série en étage Push-Pull Convertisseur FUG pour plate forme EBIS (0-60kV Fmax=450Hz Ioutmax = 100mA for 1.1ms)

25 Topologies des convertisseurs 3 Transformateur + redresseur + transistors bipolaires en // Convertisseur DANFYSIK 858 pour quadrupole magnétique (400Vac Imax= 200A Vmax = 20V)

26 Topologies des convertisseurs 3 Autotransformateur motorisé + redresseur + transistors bipolaires en // Convertisseur BRUKER pour Bender magnétique du linac (400Vac Imax= 350A Vmax = 65V)

27 Les convertisseurs en quelques chiffres éléments au total sur la machine 146 éléments au total sur la machine Les spares : - 35% du parc en 2004 Les spares : - 35% du parc en % du parc en % prévu pour types de convertisseurs différents : 34 types de convertisseurs différents : – 3 fabrications universitaire représentant 12 convertisseurs (développement + réalisation) – 11 fabricants industrielles représentant 100 convertisseurs (Danfysik, Heinzinger, Fug, Delta… ) – 2 fabrications CERN représentant 34 convertisseurs (ISOLDE) Réduction possible à 26 types de convertisseurs

28 Présent et futur de REX 4 AB-PO : AB-PO : – Amélioration de la fiabilité des convertisseurs – Mises en oeuvre de solutions en cas de défaillance matérielle – Procédures, notes dexploitation… – Consolidations possible AB-CO : AB-CO : – Automates Wago remplacés par automates Siemens pour le Linac (3 derniers slides) – Remplacement à terme des FEC Projet HIE-ISOLDE : Projet HIE-ISOLDE : – Déplacement de la cible MINIBALL dans le nouveau hall – Premier passage de 3.3 MeV/u à 5.4 MeV/u (ajouts et modifications RF) – Second passage de 5.1MeV/u à 10MeV/u (ajouts et modifications RF) – Amélioration de lefficacité de TRAP (cooling RF…) – Injection continue dans EBIS (10µs 100ms), couplage possible avec ECRIS – Installation dun spectromètre à la fin du Linac

29 Présent et futur de REX 4

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