IPHI Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 La ligne diagnostics haute énergie de IPHI Patrick Ausset pour l’équipe « Ligne diagnostics »

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1 IPHI Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 La ligne diagnostics haute énergie de IPHI Patrick Ausset pour l’équipe « Ligne diagnostics » Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005

2 IPHI Ligne diagnostics haute énergie IPHI IPHI Diagnostics: Mesure Intensité: 1 D.C.C.T et 1 A.C.C.T Mesure position faisceau: 6 électrodes P.U. Mesure énergie: 3 électrodes P.U. Mesure dispersion énergie: 2 fentes + 1 C.F. Mesure profils: 1 W.S., mesure optique, protons rétrodiffusés Mesure des températures tube à vide par thermocouples Vide: P moyen = 6 x10 -6 Pa Bloc d’arrêt 300 kW Éléments magnétiques: 1 dipole 1 triplet de Qpôles 2 doublets de Qpôles 5 correcteurs H et V Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET Bloc d’arrêt: 300 kW Mode de fonctionnement: C.W. Mode pulsé typ.: Durée: 0.5 ms - Rep: 1s

3 IPHI Ligne diagnostics haute énergie IPHI: faisceaulogie IPHI Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET

4 IPHI Ligne Diagnostics haute énergie IPHI: Mesure intensité IPHI Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET D.C.C.T.: Fonctionnement C.W. : Sensibilité: 1V / 20 mA Bande passante: D.C.- 3.5 kHz A.C.C.T.: Fonctionnement en mode pulsé Sensibilité: 1V / 20 mA Bande passante: 5 Hz- 6.5 MHz Bruit: 10 μA

5 IPHI Ligne diagnostics haute énergie IPHI: Mesure position IPHI Caractéristiques du faisceau: β=0.08 I = 100 mA CW et E = 3 MeV ( Φ int = 66mm) N° BPM I fond. mA eff. Vélec. dBm 1 er 16.5 -2 2 ème 4.4 -13 3 ème 4.8 -13 4 ème 0.7 -35 Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET

6 IPHI Ligne diagnostics haute énergie IPHI: Mesure position IPHI Pas de déplacement du fil: 5 μm Sensibilité mesurée 17.0 µm / mV Bruit X Y (cartes Log Ratio) Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET

7 IPHI Ligne diagnostics haute énergie IPHI: Mesure position IPHI Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET Electrodes P.U.: - Button : 22 x 22 mm - Φint :66mm - C ~ 9 pF Acquisition électronique : Type Log ratio C.W. et mode pulsé >0,2 ms I faisceau : 100 µA - 100 mA Erreur absolue de mesure : ± 150 µm Mécanique: 100 µm – Electronique: ± 50 µm

8 IPHI Ligne diagnostics haute énergie IPHI: profils transverses IPHI - Fil carbone -  = 33 µm - Gain : 1V/mA - Profil H et V -  max F = 10cm 2- fluorescence du gaz résiduel ou d’un gaz ajouté (fonctionnement pulsé et C.W.) 1- Wire Scanner (fonctionnement pulsé) Size 3- Mesure par protons rétrodiffusés fonctionnement pulsé. Tandem IPNO Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET

9 IPHI Ligne diagnostics haute énergie IPHI: Mesure énergie IPHI Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET Temps de vol entre 2 électrodes P.U. electrodes: 1.4 m ΔE/E = 10 -3 : ΔΦ= ±1°; ΔL = ± 0.1mm Gamme de mesure en intensité: ~1 mA – 100 mA  0 dBm - If = 100 mA  -6 dBm - If = 100 mA

10 IPHI Ligne diagnostics haute énergie IPHI: Dispersion Energie IPHI Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET Fente objet: Reste à concevoir. Fente image Mode pulsé : Résolution souhaitée 10 keV Coupelle de Faraday: I > 0.5 μA

11 IPHI Ligne Diagnostics haute énergie IPHI: Diagnostics spécifiques IPHI Gestion des pertes «faibles » de faisceau: Perte de 300mW/cm, sur 4m: T=40° avec temps d’établissement ~ 1h40 - Mesure température tube à vide : 32 acquisitions thermocouples /s. Gestion des pertes «fortes » de faisceau: - Jauges à vide rapides (Tr ~ 18 ms) Design de la fente objet: mesure de la dispersion d’énergie Matériau initialement envisagé: Nickel Faisceau : 100mA – 1 ms - 1 s Régime transitoire:Tmax > 1000° C Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET Choix nouveau matériau: C, TZM … Mesure: Cycle utile à optimiser

12 IPHI Ligne Diagnostics haute énergie IPHI: Bloc d’arrêt IPHI  Campagne d’irradiation au Tandem: Cuivre abandonné, Nickel 201 massif retenu Design mécanique initial IPNO: 120 W/cm 2 max  L.P.S.C.: Design mécanique fait: Cône L = 1,6m. (3 mm). Thermomécanique et refroidissement: - dépôt énergie 120 W/cm 2, T max nickel : 150 ° C - Circuit fermé d’eau déminéralisée : 5 bar, débit 300 l/mn, ΔT= 15 °C. Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET

13 IPHI Ligne diagnostics haute énergie IPHI: Conclusion IPHI Journées accélérateurs SFP - Roscoff - Octobre 2005 Patrick AUSSET  Les diagnostics de la ligne haute énergie de IPHI permettent la caractérisation du faisceau accéléré par le RFQ.  La conduite des faisceaux de forte intensité nécessitent: - Le développement de capteurs interceptifs spécifiques : étude thermomécanique préalable: wire scanner; fente de dispersion d’énergie. - Le développement de capteurs non interceptifs: mesure des profils  Les risques liés à la conduite d’un faisceau de 300 kW sont gérés par le suivi: - De la température du tube à vide de la ligne diagnostics, - De la pression par des jauges à faible temps de réponse.