F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 1 IN2P3 Les deux infinis F. Marteau, C. Benabderrahmane, ME. Couprie, A. Loulergue (Synchrotron.

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1 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 1 IN2P3 Les deux infinis F. Marteau, C. Benabderrahmane, ME. Couprie, A. Loulergue (Synchrotron SOLEIL) C. Bruni (LAL) marteau@synchrotron-soleil.fr ThomX Kick Off (LAL, 29 mars 2012) Aimants Aimants

2 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 2 Les aimants de ThomX 1.Dipôles 2.Quadrupôles 3.Sextupôles 4.Mesures magnétiques 5.Correcteurs

3 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 3 Liste des aimants DipôlesQuadrupôlesSextupôlesCorrecteurs Nombre4+87+24+2128+4+1 Alimentation-33-26 Force0.180 T.m5 T/m40 T/m²0.5 mT.m Longueur300 mm150 mm60 mm Soit un total de 70 aimants

4 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 4 1. Les dipôles Le modèle 3D du dipôle a été réalisé avec TOSCA.

5 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 5 Paramètres de l’optimisation Largeur du pôle Taille du chanfrein Largeur du shim Profondeur du shim V16V18 Largeur pole100 Largeur shim15 Prof. Shim10.5 Chanfrein3x3 1. Les dipôles S (mm) Composante sextupolaire Composante octupolaire Composante décapolaire

6 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 6 UnitéValeur Gapmm40 Champ au centreT0.7 Densité de courantA/mm²8.23 Dimension hors toutmm 3 350 x 400 x 400 CourantA300 TensionV10.5 Nombre d’Ampère-toursA.t12000 Largeur de pôlesmm100 Hauteur de pôlesmm100 Longueur de culassemm300 Epaisseur de culassemm100 Chanfreinmm3x3 Section de la bobinemm²67x40 Nombre de spires-40 Dimension du conducteurmm²7x7 Diamètre trou de refroidissementmm4 Perte de charge bar7 Echauffement°C14 1. Les dipôles Caractéristiques

7 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 7 2. Les quadrupôles 20 mm 50 mm 20mm 150 mm Le modèle 3D du quadrupole a été réalisé avec TOSCA.

8 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 8 Calcul du champ magnétique - Gradient à 1mm: 5.005 T/m - Champ sur l’axe au pôle: 0.09 T - Culasse non saturé: 0.6 T - Multipôles: - 20-pôle: 0.3% - 28-pôle: 0.06% 2. Les quadrupôles Champ vertical X (mm) S (mm)

9 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 9 UnitéValeur Cercle de gorgemm40 GradientT/m5 Densité de courantA/mm²1.5 Dimension hors toutmm 3 170x170x180 CourantA10 TensionV3.2 Nombre d’Ampère-toursA.t810 Largeur de pôlesMm20 Hauteur de pôlesMm50 Dimension bobinemm²15x36 Nombre de spires-81 Dimension du conducteurmm²5x1.25 Longueur de culassemm150 Epaisseur de culassemm20 Chanfreinmm5 (à finaliser) 2. Les quadrupôles Caractéristiques

10 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 10 3. Sextupôles - Force à 20 mm: 40 T/m² - Multipôles à 20 mm: - 18-pôle: 0.1% - 30-pôle: 0.04% Calcul du champ magnétique S (mm) Champ vertical X (mm)

11 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 11 UnitéValeur Cercle de gorgemm42 Force sextupolaireT/m²40 Champ @20mmT0.032 Densité de courantA/mm²2.5 Dimension hors toutmm 3 170x170x80 CourantA10 TensionV0.5 Nombre d’Ampère-toursA.t100 Largeur de pôlesmm20 Hauteur de pôlesmm40 Section bobinemm²5x10 Nombre de spires-10 Dimension du conducteurmm²2x2 Longueur de culassemm60 Epaisseur de culassemm20 Chanfreinmm1.5 3. Sextupôles Caractéristiques

12 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 12 Quadrupoles et sextupoles Pour caractériser les quadrupôles et sextupôles, le banc de mesures multipolaires de SOLEIL sera utilisé. Quelques modifications seront nécessaires, notamment la fabrication d’une nouvelle bobine de mesure. Pour ThomX, les cercles de gorges sont de 40 mm et 42 mm alors que la bobine de mesure pour Soleil a un diamètre de 61 mm. Pour compléter ces mesures, la méthode du fil tendu sera développée. Elle consiste à déplacer un fil sur la génératrice d’un cylindre et de mesurer les tensions induites. 4. Les mesures magnétiques

13 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 13 La mesure consiste à faire tourner une bobine de flux dans le champ magnétique. La mesure des tensions induites permet de connaitre le contenu harmonique du champ de l’élément mesuré. Cette mesure basée sur les bobines radiales du CERN. Elle permet aussi de localiser l’axe magnétique (des Qpoles et sextupoles). Axe où les champs verticaux et horizontaux sont nuls pour les Qpoles. Axe où les gradients de champs magnétiques sont nuls pour les sextupoles. Quadrupoles et sextupoles 4. Les mesures magnétiques

14 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 14 Performances du banc d’analyse harmonique Harmoniques Quadrupôles courtsQuadrupôles longs Valeur moyenneValeur RMSValeur moyenneValeur RMS A30.43.2-0.23.8 B32.93.11.3 B4-2.93.7-8.21.8 B61.90.50.60.5 B100.7 (1.4)*0.11.9 (1.8)*0.1 B140.9 (0.7)*0.11.0 (1.7)*0.1 ()*: Valeur Design Contenu des harmoniques des quadrupôles de SOLEIL An=an/b2 Bn=bn/b2, donné en unité 10 -4 à R=30 mm pour I=200 A 4. Les mesures magnétiques

15 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 15 Mesures des dipôles Les dipôles seront mesurés avec une sonde de Hall. Ces mesures pourront être complétées par une mesure de comparaison d’un dipôle par rapport au dipôle de référence à l’aide d’un fil tendu. Cette méthode déjà utilisée à Soleil pour la mesure des 37 dipôles de l’anneau de Stockage. 4. Les mesures magnétiques

16 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 16 Méthode du fil tendu Dipole de reference Dipole à mesurer Nous alimentons les dipôles en série mais de manière à obtenir des champs opposés. Le déplacement du fil tendu dans les deux dipôles induit une tension. La mesure de cette tension permet de connaitre la différence de champs entre les deux dipôles B+ B- 4. Les mesures magnétiques

17 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 17 5. Les correcteurs Nombre de spires = 33 Section bobine (réalisation) = 5X1.25 mm² 140 mm 220 mm 84 mm Culasse en fer avec pôle. Imax = 10 A, J =1.6 A/mm² By 0 = Bx 0 = 35 G IBy = IBx = 501 G.cm 60 mm

18 F. Marteau (Synchrotron SOLEIL) Aimants (LAL, 29 Mars 2012) 18 - Mesure d’intégrale sur le banc de mesure - Intégrale au centre = 510 G.cm - Une variation Max de 20 G.cm 5. Les correcteurs