Florian DUVAL Laboratoire de Physique Corpusculaire de Caen

Présentation au sujet: "Florian DUVAL Laboratoire de Physique Corpusculaire de Caen"— Transcription de la présentation:

1 Etudes et conception d’un refroidisseur RF pour des faisceaux d’ions radioactifs de haute intensité
Florian DUVAL Laboratoire de Physique Corpusculaire de Caen Rencontres Jeunes Chercheurs 2007, Dinard, France Vendredi 14 Decembre 2007

2 Il est nécessaire de purifier le faisceau
Introduction Spiral2 : Intensité en hausse Installation basse-énergie Spectroscopie laser Mesure de masse Etude de la désintégration ß … Dispositifs très sensibles aux polluants Rareté des espèces d’intérêt Il est nécessaire de purifier le faisceau Production Séparation Expérience F. Duval, JRJC 2007

3 Plan Pourquoi refroidir les ions ? Principe La charge d’espace
Le premier prototype : SHIRaC Prédictions numériques Conclusion - Perspectives F. Duval, JRJC 2007

4 Pourquoi refroidir un faisceau?
Une partie des ions d’intérêt sont arrêtés par les fentes Des contaminants subsistent Dipôles magnétiques F. Duval, JRJC 2007

5 Pourquoi refroidir un faisceau?
Cooler Le faisceau est fin et parallèle On introduit le cooler Seuls les ions d’intérêt sont conservés F. Duval, JRJC 2007

6 Comment piéger les ions?
Potentiel électrostatique Modulation radiofréquence Piégeage radial des ions Potentiel DC axial pour guider et extraire les ions F. Duval, JRJC 2007

7 Comment refroidir les ions?
Collision des ions sur un gaz-tampon Hélium à quelques Pascal Tion ~ 100 eV Gaz Modélisation par une approche microscopique Ion Terme de repulsion Terme d’attraction quadrupolaire Terme d’attraction dipolaire F. Duval, JRJC 2007

8 Comment refroidir les ions ?
Validation des matrices de diffusion : Comparaison entre valeurs calculées et expérience Observables : Vitesse de dérive Section efficace de collision Mobilité des ions F. Duval, JRJC 2007

9 La charge d’espace Phénomène concurrent du cooling Comparaison :
La repulsion coulombienne entre les ions piégés Principale problématique de ce projet Comparaison : Technologie actuelle Objectifs Emittance ~ 2 π.mm.mrad > 1 π.mm.mrad Intensité qql nA qql µA F. Duval, JRJC 2007

10 La charge d’espace Modélisation via le théorème de Gauss
Comparaison avec la « beam repulsion » de Simion F. Duval, JRJC 2007

11 Le premier prototype : SHIRaC
F. Duval, JRJC 2007

12 Design géométrique Longueur = 70 cm Rayon = 3mm 14-12-2007
F. Duval, JRJC 2007

13 Le dispositif expérimental
Technologie actuelle Objectifs VRF 250 V0p 5000 V0p fRF 0.3 – 1.3 MHz 8 MHz DC RF Filtre passe-bas F. Duval, JRJC 2007 70cm

14 Prédictions numériques
Faisceau à l’entrée : 133Cs+ beam Emittance : 75π.mm.mrad Energie : 20keV Intensité : 1µA Distance de « cooling » à 0.05mbar ~ 400mm Emittance de sortie > 1π.mm.mrad Efficacité d’injection ~ 25 % F. Duval, JRJC 2007

15 Prédictions numériques
Pertes à l’injection Bonne décélération et focalisation F. Duval, JRJC 2007

16 Prédictions numériques
Modification du quadrupole 2 sections avec des rayons internes différents 5mm et 3mm + une jonction à 4mm Meilleure efficacité d’injection (~100%) Refroidissement identique Même emittance de sortie Meilleure efficacité totale F. Duval, JRJC 2007

17 Conclusion - Perspectives
SHIRaC : refroidisseur haute intensité Premier prototype : Partiellement teste au CSNSM Simulé Installation et modifications en cours Prochaines mesures en Janvier Développement : Nouveau design Electronique RF F. Duval, JRJC 2007

18 Merci de votre attention
CSNSM-Orsay S. Cabaret O. Gianfrancesco D. Lunney Mc Gill R.B. Moore LPC-Caen G. Ban F. Duval J.F. Cam P. Desrues J.M. Gautier Y. Merrer J. Tillier P. Vallerand F. Duval, JRJC 2007