SPIRAL2 M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Sommaire Principe de Spiral2 Schéma d’implantation Accélérateur linéaire Ensembles cible-source Développement des cibles Transports des faisceaux radioactifs-Post accélération Aspects liés à la sûreté M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Principe de Spiral2 1013-1014 fissions/s Etape intermédiaire entre les installations existantes et RIA, EURISOL M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Principe de Spiral2 (suite) M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Schéma d’implantation Source deutons source ions q/A=1/3 RFQ Linac supraconducteur Salle d’expérience faisceaux stables Station de production Convertisseur-cible-source Séparateur de masses Booster de charges Salle BE RIB Cyclotron CIME GANIL existant Aires expérimentales Batiment Accélérateur Batiment Production Ligne de transfert vers CIME transport vers LIRAT Lignes directes vers G1 et G2 Zone d’irradiation Projet de référence Options Elements existants M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Accélérateur linéaire 1mA (Argon) pour les q/A=1/3 et 14.5 MeV/u 2 sources d’ions, 1 pour les deutons, 1 pour les ions q/A=1/3 Gain d’énergie maximum pour chaque type d’ions (d’où cavités à phases indépendantes Accélérateur CW 0.15-5mA pour les deutons, 20 MeV/u Optimisation de l’accélérateur pour q/A=1/3, afin de pouvoir augmenter l’énergie dans le futur Possibilité de mettre un suppresseur de paquets (1/50 – 1/100000) dans la MEBT Possibilité d’accélérer avec le linac SC des ions q/A=1/6 (2ème injecteur dans le futur) Voir poster de D.Uriot M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Accélérateur linéaire Source (A)Phoenix Source SILHI Voir présentation R.Gobin Voir présentation T.Thuillier M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Accélérateur linéaire RFQ Prototype de 1mètre Tests en puissance (40kW) au LNS (Catane) En Septembre 2004 Tests en puissance au LPSC (40kW) M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Accélérateur linéaire Voir poster P.E Bernaudin Cavité bas β testée à Saclay M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Accélérateur linéaire Cavité haut β testée à Orsay Voir poster H.Saugnac M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Accélérateur linéaire Prototypes de coupleurs fixes 15kW Tests à 10kW réalisés au LPSC Grenoble Prototype d’ampli état solide Banc test 20kW en cours d’assemblage à Ganil Fenêtre disque Fenêtre cylindrique M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Convertisseur de carbone pour la production des neutrons Reçoit un faisceau de 200kW de deutons à 20MeV/A Assemblage de pièces en graphite fixées sur 1 roue de 1m de diamètre Vitesse de rotation: 200 to 400 r.p.m T°:1700°C Roue de carbone SPIRAL2 PSI Pmax 200 kW 60 kW Diamètre 1 m 0.45 m Pradiation 53 W/cm2 35 W/cm2 T max 1750°C 1527°C Limitation de l’évaporation du C Ecrans de refroidissement M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Plug convertisseur-cible-source Voir poster de Y.Huguet M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Système de production cible-source Plusieurs types de sources sont considérés pour la production des faisceau radioactifs 1+: ECR pour les gaz rares: 2ème prototype en construction à Ganil FEBIAD (Forced Electron Beam for Ionization by Arc Discharge) pour les éléments moins volatiles (en test à l’IPNOrsay) Source à ionisation de surface (alcalins, terres rares) Source laser (elements non volatiles, très bonne sélectivité) Voir poster de C.Lau M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Cible de carbure d’uranium R&D sur les cibles d’UCx Ucx faible densité Ucx haute densité Fours M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Lignes faisceaux radioactifs Objectif: transporter les faisceaux radioactifs vers Aires d’expériences existantes à travers le spectromètre alpah ou à travers 2 lignes directes vers G1 et G2 (à construire) ET SIMULTANEMENT Aires d’expériences Basse Energie (LIRAT- cf F.Varenne) => extension à GANIL de la possibilité de délivrer plusieurs faisceaux silmutanément M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Lignes Faisceaux Radioactifs: SEPARATEUR 2 voies Solution BRAMA Solution purement magnétique Solution Filtre de Wien M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Ligne vers CIME: booster de charges Phoenix booster sur le banc test du LPSC pour mesures d’efficacité Element 1+ Intensity(nA) n+ Charge Yield (%) 20Ne 1000 4 7.5 23Na 660 6 1.3 39K 280 6 6.5 64Zn 42 10 2.8 69Ga 460 11 2 85Rb 90 13 5 88Sr 470 14 3.7 90Y 178 14 3.3 109Ag 175 17 3 115In 130 18 3.3 120Sn 167 19 4.1 208Pb 700 (2+) 25 6.8 Etude de la maintenance en milieu nucléaire par ingénierie A prendre en compte pour la réalisation Adaptation à 60 kV en cours M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Post-accélération des faisceaux radioactifs Diagramme de fonctionnement de CIME M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Aspects liés à la sûreté Relativement “standard˝ pour l’accélérateur (pertes <1W/m dans le linac SC) 6.1014 Becquerel dans la cible UCx haute densité Séparateur + Lignes + Booster de charges Environnement de très haute radioactivité  bâtiment production (“nucléaire˝) Etudes de ce bâtiment et de la maintenance des équipements sous-traitées à une ingénierie nucléaire Objectifs: pas d’exposition du personnel, pas de dissémination de matière nucléaire  Coût non connu aujourd’hui (sera donné à 20%) Systèmes pour purifier afin de transporter seulement les éléments d’intérêt Augmentation de la sélectivité des sources Utilisation de cryotraps afin de stopper les éléments gazeux Augmentation de la séparation en masse de CIME Adaptation de Ganil aux faisceaux de Spiral2 Schéma de principe d’un cryotrap M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005

Collaboration Spiral2 SPIRAL2 est une collaboration entre de nombreux laboratoires: CEA/DAPNIA/SACM,SIS CEA/DPTA CNRS/IN2P3/IPNO, IRES, LPC Caen, LPSC, CENBG, CSNSM GANIL-CEA/CNRS, Gatchina, Legnaro, Bucarest Remerciements à Argonne et Triumf pour les discussions et informations Spiral2 est ouvert aux collaborations internationales M-H Moscatello Roscoff, 11 Octobre 2005