Au CERN, le Linac4, un nouvel injecteur linéaire H- de 160 MeV, est en cours d’installation. Le Linac4 fait partie de l’amélioration du complexe d’accélérateurs prévue pour augmenter la luminosité du grand collisionneur de hadrons (LHC); il remplace le Linac2 qui a produit durant quatre décennies des protons de 50 MeV. Le plasma d’hydrogène de la source H- est généré dans une chambre en...
Le CEA/Irfu est en charge de fournir l’ensemble des cryomodules medium et haut beta de l’accélérateur ESS. A l’automne 2018, le premier cryomodule prototype à cavités medium béta (M-ECCTD) a été testé avec succès : les résultats de l’assemblage et des tests en puissance RF jusqu’à 1.1MW et à 2K seront détaillés. La réussite de ce test en puissance a constitué un jalon majeur pour la production...
SPIRAL1 à GANIL permet la production de faisceaux radioactifs par la méthode ISOL (Isotopique Separator On Line) depuis 2001. Après la réalisation d'expériences avec des isotopes radioactifs gazeux, une évolution de l'installation a été opérée entre 2014 et 2017 pour permettre la production de nouveaux isotopes radioactifs, en particulier les éléments condensables. Pour cela, la méthode dite...
Dans la cadre du démarrage des cavités RF de SPIRAL2, je propose de faire un état des lieux des performances atteintes en matière de champ électrique dans les cavité RF de chaque cryomodule.
Contenu:
Une présentation succincte du projet SPIRAL2
Présentation des cryomodules du LINAC
État du système cryogénique
Présentation de la chaîne d'amplification RF
Performances obtenue en champ...
Le synchrotron SOLEIL, la source nationale de lumière synchrotron de troisième génération travaille un projet d'avant projet sommaire pour un upgrade majeur de ses installations.
Nous proposons de présenter le contexte de ce projet ambitieux et l'état d'avancement.
L'objectif est de remplacer les accélérateurs actuels pour construire un nouvel anneau de stockage avec une émittance...
Le projet COXINEL [1,2] visait la première démonstration de faisabilité d'un Laser à Electrons Libres (LEL) sur accélérateur plasma. Les LEL sur accélérateurs conventionnels (radio-fréquence) sont aujourd'hui une référence en termes de sources de lumière de haute intensité de l'UV aux rayons X durs. L'utilisation alternative d'accélérateurs plasma pourrait permettre de compacter ces...
PERLE est un Linac à récupération d'énergie de haute puissance, configuré en multi-tours et basé sur la technologie SRF. Il est actuellement à l’étude dans le cadre d'une collaboration internationale regroupant le CERN , JLAB, ASTeC-Daresbury, Université de Liverpool, BINP-Novosibirsk et les deux laboratoires de la vallée d’Orsay: le LAL et l’IPNO.
Dans sa configuration finale, PERLE fournira...
Plusieurs mailles à ultra-faible émittance sont en cours d’étude pour un nouvel anneau de stockage de 2,75 GeV du synchrotron SOLEIL. La maille de base est inspirée du Multi-Bend Achromat (MBA) de l’ESRF-EBS, dont la transformation –I compense l’impact non linéaire des sextupôles sur la stabilité, grâce à une avance de phase fixe entre les sextupôles. En parallèle, d’autres mailles sont à...
La physique des accélérateurs de particules, et tout particulièrement les études de stabilité des faisceaux, nécessite des techniques avancées de modélisation et de simulation. Une meilleure compréhension des effets des non-linéarités du champ magnétique aidera grandement à améliorer la conception et la performance des futurs collisionneurs. Une nouvelle méthode de suivi a été proposée pour...
A fast single bunch instability can occur when two transverse oscillation modes couple at high bunch intensity. In the Large Hadron Collider (LHC), simulations using the impedance model predict an instability threshold at 3e11 protons per bunch. In the framework of the High-Luminosity upgrade of the accelerator (HL-LHC), the individual bunch intensity would be close to this threshold, and...
In a collider such as the Large Hadron Collider or its high luminosity upgrade, the two counter-rotating beams share the same vacuum chamber around the Interaction Point. In this region, they interact electromagnetically either at the the interaction point (Head-On Beam-Beam interactions) or with a longitudinal off with respect to it (Long-range Beam-Beam interactions). The latter spoils the...
L’installation MYRRHA nécessite un accélérateur capable de fournir un courant de proton maximum de 4 mA à 600 MeV in opération continue. Mené par le SCK-CEN et supporté par le gouvernement belge, la phase I (MINERVA) du projet consiste en la construction de la première partie de l’accélérateur, jusqu’à 100 MeV. La Ligne Basse Energie (LBE) du linac à récemment été remontée à l’Université...
Dans le cadre des missions nationales qui lui sont confiées, l’institut national de physique nucléaire et de physique des particules organise et conduit, en y associant les organismes et acteurs concernés, des exercices de prospective nationale dans ses domaines de compétence. Ceux-ci couvrent les domaines de la physique nucléaire, physique des particules et astroparticules, ainsi que les...
As part of the MYRRHA project, an accelerator-driven system demonstrator (ADS) will be built for transmutation of long-lived nuclear waste in a sub-critical reactor with a thermal power of 100 MW. A high current (4 mA) proton beam at 600 MeV will be provided by a linear accelerator with a very high reliability necessary for extending the life of the reactor and minimizing unplanned shut-downs....
Une chicane magnétique, composée de quatre dipôles constitués d’aimants permanents a été construite pour dévier le faisceau d’électrons horizontalement (0.5, 5.38, 11.88 et 6 mrad) sur une section droite longue de l'anneau SOLEIL. Afin d’atteindre avec précision ces valeurs critiques, on mesure leurs intégrales de champ (théoriquement 4.57, 49.12, 108.46 et 54.78 mTm), qu’on ajuste au moyen de...
Créé à partir d’une installation de Recherche de l’IN2P3 (1991), le Centre de Protonthérapie d’Orsay de l’Institut Curie a procédé en 2010 à sa modernisation et son extension, notamment avec l’achat d’un cyclotron industriel et d’un bras isocentrique associé. L’activité clinique réalisée sur les 3 salles de traitement (salle Gantry + 2 salles avec ligne fixe horizontale) est de 10 000...
Dans le cadre du projet ESS, le CEA Saclay est en charge de fournir 120 coupleurs de puissance pour injecter la RF dans les 36 cavités elliptiques médium beta et 84 haut beta (704 MHz, 1.1 MW de puissance crête, taux de répétition 14 Hz et 3.6 ms de largeur d'impulsion). 10 coupleurs prototype ont été fabriqués pour valider le design et les performances, et la production de série a débuté pour...
Le projet PEPITES (LLR/ARRONAX/CEA) vise à réaliser un prototype opérationnel de profileur ultra-mince et résistant aux radiations. Motivée par les besoins de la protonthérapie, la technique est applicable au-delà du médical.
PEPITES utilise l’émission d’électrons secondaires (SEE) pour le signal car celle-ci ne nécessite qu'une très faible épaisseur de matière (10 nm) ; très linéaire, elle...
La contribution du CEA à la construction de l’accélérateur ESS est sous la responsabilité de l’Irfu. Elle se décline sur quatre thématiques principales : le RFQ, les 30 cryomodules medium et haut beta de la section haute énergie du LINAC, différents diagnostics faisceau et des parties de Control System.
L’organisation de l’Irfu et les avancées de chacun de ces lots seront présentées.
Chaque année, une conférence internationale "IPAC" (International Particle Accelerator Conference) dans le domaine de la physique des accélérateurs se déroule alternativement sur les continents Européen, Américain et Asiatique. Cette conférence rassemble plus de 1300 experts scientifiques internationaux du domaine.
La candidature de la France a été retenue par le comité organisateur pour...
L’installation GUINEVERE (Generator of Uninterrupted Intense NEutrons at the lead VEnus REactor), est une maquette d’ADS (Accelerator Driven System) dédiée principalement à la validation expérimentale des procédures de suivi en ligne de la réactivité d’un réacteur sous-critique. Cette maquette est installée au SCK•CEN à Mol en Belgique et est constituée du réacteur VENUS-F couplé à...
Le synchrotron SOLEIL est la source de rayonnement synchrotron française de 3ème génération. Il est opérationnel depuis 2007 et fournit des faisceaux de photons d’une intensité maximale de 500 mA, 5 000 heures par an, à 29 lignes de lumière. Depuis 2018, les incidents machine, initialement saisis au travers d'un cahier de bord électronique ‘Elog’, sont enregistrés sous le logiciel JIRA...
Dans le cadre du projet ESS (European Spallation Source), un RFQ (Quadrupole Radio Frequence) fonctionnant à 352MHz sera fourni par l’institut IRFU du CEA Paris-Saclay. Il est divisé en 5 sections, pour une longueur totale de 4.6m et pourra accélérer un faisceau de protons de 75keV à 3.6MeV. Une puissance de 1.6MW sera injectée par deux coupleurs coaxiaux. Lors de cette présentation, le banc...
The SPIRAL2 injector made up of a 5mA p-d ion source, a 1mA heavy ion source (up to A/Q =3) and a CW 0.75 MeV/u RFQ. They have been successfully commissioned in parallel with the superconducting linac installation. We recently obtained the green light for the LINAC commissioning, starting with the Medium Energy Beam Transport line. The linac is now connected to the LINAC, with less diagnostics...
ABSTRACT
Within the programme of 3D metal printing supported by in2p3, the studies by topological optimization for the accelerator components have been associated. This innovation of simulation is chalenging for R&D accelerator. The design of components of accelerator sould always mind the compomise between saving material or avoid manufacturing difficulties and have a good stiffness of the...
Vibrations induced by ground motion and technical-cultural noises on a large bandwidth can be limiting factors in the performance of future linear and circular colliders (CLIC, ILC and FCC). The movements of the accelerator elements affect both beam brightness and position at the interaction points resulting in lower luminosities of the experiments. We attempt to review the technical solutions...
Pendant les 4 ans passées, la collaboration européenne EuPRAXIA a conduit une étude de conception d’un accélérateur plasma pour la recherche et les application pilotes. L’objectif était de dessiner les contours d’une future installation dédiée à la recherche et au développement des accélerateurs plasma pompé par des faisceaux laser ou par des faisceaux d’électrons visant des paramètres de...
Nous exposons nos derniers développements qui visent à élaborer des algorithmes prédictifs et performants dans le but d'optimiser les accélérateurs plasma de demain en un temps réaliste grâce aux futurs calculateurs exascale.
Les codes Particle-In-Cell(PIC) sont parmi les plus utilisés pour modéliser ces scénarios. Ils résolvent les équations de Maxwell sur une grille et ils utilisent des...
Un défi majeur dans le traitement par radiothérapie du cancer réside dans l’amélioration du rapport entre la mortalité induite des cellules cancéreuses et saines. Des expériences récentes d’irradiations FLASH indiquent que ce rapport peut être augmenté en réduisant la durée des expositions, à l’aide de sources délivrant des débits de dose plus élevés que les sources de rayonnement X...
Le GdR APPEL (unité CNRS GdR 2040) a été créé en février 2019 pour une durée de 5 ans. Il regroupe à ce jour une vingtaine d’équipes issus de laboratoires français.
Ses missions sont:
- de promouvoir au niveau français les échanges et la collaboration
entre les équipes de recherche impliquées dans le domaine de
l’accélération de leptons et de hadrons par laser dans un plasma;
-...
L’accélération des particules chargées stables est le point de départ pour la création de faisceaux d’ions radioactifs. Leur efficacité de production est étroitement liée à la combinaison entre un type de particules accélérées à une énergie donnée et une cible avec des caractéristiques géométriques et des matériaux optimisés. Après la production des faisceaux radioactifs, des étapes sont...
Suivant les recommandations de la stratégie européenne pour la physique des hautes énergies, le CERN a lancé une étude pour un possible futur collisionneur circulaire, FCC, afin de vérifier sa faisabilité et d’évaluer ses performances pour la physique des hautes énergies. L’étude couvre trois options : un collisionneur proton-proton, un collisionneur circulaire e-/e+ et un scénario pour des...
Le développement des diagnostics faisceaux accompagne la nécessité de mesurer les paramètres faisceaux des accélérateurs dans les différentes phases de fonctionnement de ceux-ci. Ainsi les activités liées à l’instrumentation faisceau regroupent les techniques dédiées aux mesures de faisceaux notamment mesures d’intensités, transverses, longitudinales, temporelle, d’énergie, d’émittance, de...
L’installation EPURE opérationnelle depuis 2014 sur le site du CEA/VALDUC exploite un accélérateur à induction (ex-AIRIX) adapté aux exigences de la radiographie éclair. Au cours de la phase 2 du projet réalisée dans le cadre du programme Franco-Britanniques TEUTATES, deux sources supplémentaires de radiographie vont être déployées d’ici 2022. Ainsi, les objets à étudier pourront être...
Les paquets d’électrons relativistes à l’origine du rayonnement synchrotron sont des milieux complexes, dans lesquels des structures spatiales apparaissent spontanément dès que le nombre d’électrons stockés dans un paquet est trop important. Ces structures permettent aux électrons d’émettre en phase un rayonnement cohérent très intense dans le domaine térahertz. Néanmoins, comme dans la...
Cette présentation décrira les principales applications des aimants supraconducteurs, détaillera les axes de R&D sur la mise en œuvre des matériaux supraconducteurs au CEA Saclay, et illustrera ce domaine d’activité à travers quelques exemples de projets emblématiques (aimant IRM Iseult 11.7T, bobine hybride LNCMI…).
La stratégie européenne pour la physique des particules de 2006 a été mise à jour pour la première fois en 2013 et stipule « qu’afin de rester à la pointe en physique des particules, l’Europe a besoin d’être en position de proposer un projet d’accélérateur ambitieux au CERN succédant au LHC […]. Le CERN doit entreprendre des études conceptuelles d’accélérateurs dans un contexte global […]. Ces...
L’intérêt pour les supraconducteurs à haute température critique ne cesse de croitre et touche désormais de nombreux domaines de recherche (médical, fusion, défense, physique des particules…). Nous verrons pourquoi ces matériaux nous sont utiles pour les applications à fort champ magnétique et présenterons quelques aimants HTS récemment réalisés et testés au CEA/IRFU/DACM.
Depuis les années 90, le CEA a développé des sources ECR fort courant d’ions légers destinées à plusieurs projets d’accélérateurs. La source SILHI a été la première source délivrant un faisceau de 100 mA de protons à une énergie de 95 keV, en mode continu ou pulsé, et est actuellement installée sur l’accélérateur IPHI à Saclay. D’autres sources ont ensuite équipé SPIRAL 2 (H+,D+), FAIR (H+) ou...
Le projet SONATE est un projet français de source compacte de neutrons basée sur un accélérateur, destiné à remplacer une partie des activités menées actuellement à Saclay auprès du réacteur de recherche Orphée. Cet exposé présentera le projet SONATE dans le contexte des sources compactes de neutrons ainsi que la R&D menée actuellement à Saclay auprès de l’accélérateur IPHI sur la cible de...
L’accélérateur prototype IFMIF/EVEDA est en cours d’installation à Rokkasho, Japon. Cet accélérateur de haute intensité est optimisé pour accélérer jusqu'à 9 MeV à travers les structures supraconductrices du SRF-Linac des faisceaux de deutons de 125 mA ayant subi un groupement et une accélération jusqu'à 5 MeV à travers un RFQ.
La présentation fera un point rapide sur l'installation à...
La France par l’intermédiaire de la DGRI du MESRI est partie prenante dans plus de quinze « Très Grandes infrastructures de Recherche » internationales. La plupart de ces TGIR ont créé un réseau d’ « Industrial Liaison Officers » qui représentent leur pays dans les instances d’achats industriels. Leur fonction principale est d'identifier et de proposer des entreprises compétentes pour...
Une courte présentation du complexe d’accélérateurs du CERN sera faite montrant la diversité de la physique non-collisionneur. Le LHC sera présenté de sa conception à son opération (Run 1 et Run 2). Le futur à court terme et moyen terme du LHC sera discuté : Run 3 et projet Haute Luminosité (HL-LHC). Enfin les études pour le post-LHC accélérateur (CLIC et FCC) seront mentionnées.
Les installations pétawatt PETAL et APOLLON permettront d’ici peu d’explorer l’interaction laser-plasma dans des conditions inédites et de l’exploiter à des fins diverses, notamment la production de sources intenses de particules et rayonnements énergétiques, ou la création d’états exotiques de la matière. L’énergie élevée (∼kJ) du laser PETAL donnera ainsi lieu à des intensités relativistes...
