La production d'ions radioactifs avec SPIRAL2 Renan Leroy GANIL

Nouveau besoin en physique nucleaire SPIRAL1 Ions très lourds à haute intensité et haute énergie ou Un autre processus de production

C D n x 0.01-1% D(40MeV-5 mA)+C+Ucx (3.2 g/cm3) 660g->1.6 1013 f/s 1+ n+ UCx IS ECR D(40MeV-5 mA)+C+Ucx (3.2 g/cm3) 660g->1.6 1013 f/s On target x 0.01-1%

Cahier des charges Produire 1013 fissions/s jusqu’à 1014 fissions/s Ioniser en monochargé Etre le + efficace possible Fonctionner pendant 3 mois consécutifs Utiliser des ions lourds (2ème phase)

Converter faisceau Ø 40 mm (distribution parabolique) Radius 50 cm Thickness 10 mm Rotation 400-600 t/mn Graphite type CFC composites ? T max  1750°C faisceau Ø 40 mm (distribution parabolique) Si la roue casse : Protection de la cible = Fenetre de C entre la roue et la cible  70 ms pour arreter le faisceau (temps pour passer de 1000° à 3200°C) Homogeneous and Bragg model energy deposition

Targets La géométrie de la cible a été calculée pour optimiser la production en tenant compte de la distribution angulaire du flux de neutrons venant du convertisseur et suivant ce qu’on sait faire. 3 géométries > 1013 fissions/s 19 series of 61 disks UC3 density 3.2 g/cm3 Ø15, thickness = 1, spacing = 0.3 Développements de cibles à haute densité (11 g/cm3) sont en cours avec Gatchina (Russie) et Legnaro (Italie)

Radioactive Ion sources Quatre types de sources d’ions sont considérées pour le projet : ECR (Résonance Electronique Cyclotronique) FEBIAD (Forced Electron Beam for Ionization by Arc Discharge) Sources à ionisation de surface Avantages: Très haute efficacité d’ionisation sur les gaz Inconvénients: Les aimants permanents ne supportent pas les rayonnements Forte émittance Faible sélectivité Sources laser Avantages: Accès aux éléments moins volatiles Expérience à Isolde (CERN), IPNO, Oak Ridge (USA) Inconvénients: Durée de vie limitée Avantages: Très haute sélectivité Faible émittance Inconvénients: Mode pulsé Opération par des spécialistes Avantages: Haute sélectivité (alcalins et terres rares) Très bonne émittance Expérience à TRIUMF (Canada) Inconvénients: Uniquement pour alcalins et terres-rares

Fonctionnement pendant 3 mois + haute activation (Quelques dizaines de Sv/h à 1m) Protéger au maximum les équipements Changement téléopéré Intervention en cellule blindée Principe du PLUG (comme à TRIUMF)

Shielding pumps D + Radioactive beam Target and converter ion source