La mise en service du linac SPIRAL2 a débuté dès l'obtention de l'autorisation ASN le 8 juillet 2019, en premier par les réglages de la ligne moyenne énergie (LME, entre le RFQ et le linac), y compris les réglages du sélecteur de paquet, puis par les réglages du linac.
Au cours de ces deux fois 6 mois de mise en service, les réglages de la LME, du linac et des lignes haute énergie (LHE) vers...
Le nouveau complexe pour la production et l’étude des éléments super-lourds du Laboratoire de réactions nucléaires Flerov (FLNR) à JINR, Dubna, est en cours d'installation. Le cyclotron DC-280 permettra d’y produire des faisceaux de haute intensité pour améliorer l’efficacité de production et les études des noyaux lourds et superlourds. Il est maintenant complètement installé, testé et a...
L'installation européenne de rayonnement synchrotron - source extrêmement brillante (ESRF-EBS) est une mise à niveau de l'installation permettant à ses utilisateurs scientifiques de profiter de la première source de lumière à haute énergie de 4e génération.
En décembre 2018, après 30 ans de fonctionnement, le faisceau s'est arrêté pour un arrêt de 12 mois pour démanteler l'ancien anneau de...
THOMX est un démonstrateur de source X basé sur l'effet Compton qui devra faire la démonstration de sa place dans le paysage des sources de rayons X.
Après une très longue attente, l'autorisation ASN a été enfin délivrée fin mai 2021, pour la 1ere phase qui en compte 4. Cette phase concerne le démarrage du photoinjecteur comprenant un canon RF à 3 GHz et un section accélératrice qui amenera...
Le projet LOTUS est un projet de collaboration recherche / industrie soutenu par BPI France et les pôles de compétitivité MEDICEN et EUROBIOMED. L’objectif de ce projet est de développer un système innovant de production de radiopharmaceutiques « à la demande » pour l’imagerie moléculaire TEP. Ce système très compact et fortement automatisé offre une alternative aux grands centres régionaux...
La prochaine génération d’accélérateurs linéaires à récupération d’énergie ERL (Energy Recovery Linac) nécessite des cavités accélératrices avec un fort amortissement des modes supérieures HOM (High Order Modes), sans compromettre l’efficacité du mode fondamental. L’étude présentée ici concerne une cavité accélératrice SRF (Supraconductrice RadioFréquence) elliptique 5-cellules pour PERLE...
Depuis leurs découvertes au début du 20eme siècle, les propriétés remarquables des supraconducteurs ont été utilisées dans de nombreuses applications. Cependant, leurs performances sont souvent limités par leurs interactions avec un champ magnétique externe.
Des travaux théoriques récents prédisent que de nouvelles hétéro-structures nanométriques à base d’une alternance de matériaux...
La phase initiale du projet MYRRHA, MINERVA, menée par le SCK-CEN, verra la construction d’un accélérateur linéaire supraconducteur produisant un faisceau continu de protons d’énergie 100 MeV et d’intensité 4 mA en 2026.
Pour atteindre de telles performances, il est nécessaire de développer d'une part un système cryogénique de réfrigération fournissant de l’hélium superfluide à la température...
La méthode du centre guide (CG) permet de propager les particules chargées dans un champ magnétique en s’affranchissant du mouvement hélicoïdal. Cette étude concerne la possibilité d’utiliser l’algorithme du CG dans les simulations de plasma magnétisé de source d’ions. L'algorithme CG est comparé à celui de Boris et on montre que cette approximation reproduit précisément les trajectoires et le...
Le cyclotron C70XP a la capacité d’accélérer 4 types d’ions (H-, D-,HH+ et He2+) à haute énergie ( 70 MeV protons). Pour les opérations, les expérimentateurs demandent des faisceaux de plus en plus spécifiques (très bas courant (~50 ions/s) a plusieurs centaines de μA (~2×10e15 ions/s) en bout de ligne [1]), stables et homogènes et donc des réglages fins du faisceau. La réussite de ces...
L’installation Facility for Advanced Accelerator Experimental Tests (FACET-II) au SLAC, très prochainement opérationnelle, est sur le point de fournir les premiers faisceaux d’électrons pour les expériences d’accélérateur de champ de sillage par onde plasma (PWFA). Ce nouvel appareil pourra produire des faisceaux avec des paramètres inédits, en particulier un courant de crête très élevé et une...
With the arrival of new Petawatt laser facilities such as ELI-Beamlines or Apollon, the targets used for laser-plasma acceleration experiments need to evolve, in adequation with the laser repetition-rate, that could be up to 10 Hz. Thus, the new target should meet the high vacuum requirements of the interaction chamber, be stable to focus the laser on it, be refreshed quickly and have a...
L’accélération laser plasma théorisée en 1979 [1] puis démontrée expérimentalement en 2004 [2][3][4] génère des gradients supérieurs au gigavolts par mètre. Bien que compacte et prometteuse, cette technique présente plusieurs verrous, notamment le contrôle de la stabilité et la qualité des faisceaux produits.
Une impulsion laser femtoseconde de forte intensité focalisée dans un gaz forme...
L’accélération laser-plasma permet d’obtenir des gradients accélérateurs de 3 à 4 ordres de grandeur plus élevés que ceux des cavités radiofréquence, et des sources d’électrons compactes avec des durées d’impulsion intrinsèquement courtes et des courants crêtes élevés[1]. Nous présenterons les premiers résultats expérimentaux obtenus dans la salle longue focale de l'installation de recherche...
Radiographic sources based on Linear Induction Accelerators have successfully demonstrated multi-pulse radiography capabilities in order to achieve multi-frame measurement. In this framework, a new IVA “Mi2” was designed and built at CEA. This IVA delivers two 700 kV high power pulses across the diode gap in order to produce twice a 2.5 kA electron pulse of 80 ns FWHM from a velvet cold...
Le booster de haute énergie est la dernière brique dans le complexe accélérateur avant le collisionneur de FCC-ee; le nouveau projet de collisionneurs électrons-positrons de 100 km basé au CERN. Le rôle du booster est d'accélérer les leptons jusque l'énergie nominale avant injection (injection top-up) dans le collisionneur.
Certaines contraintes sont communes entre le booster de haute énergie...
Cette contribution présente le système de rétroaction développé pour améliorer l'injection des électrons dans l'anneau de stockage de ThomX.
ThomX est un prototype de source de rayon X Compton. Un faisceau d'électron est accéléré a 50 MeV puis stocké pendant 20ms dans un anneau de stockage de 17m de circonférence. A chaque tour dans cet anneau le faisceau d'électron rencontre un faisceau...
L'effet du couplage bêtatron sur les seuils d'instabilités transverse est actuellement étudié à SOLEIL car il devrait modifier, possiblement augmenter, les seuils d'instabilité, qui pourraient être très faibles dans le cas de l'Upgrade de SOLEIL. Le couplage influe notamment sur le mélange des temps d'amortissement, des chromaticités et également sur le transfert des impédances d'un plan à...
Obtenir des distorsions résiduelles d’orbite fermée <10% de le taille du faisceau stocké dans les synchrotrons de 3ème génération est difficile. Le système d’injection standard de SOLEIL repose sur 2 septa et 4 kickers dipolaires, installés dans une section droite longue de 12m. Le réglage fin des kickers est insuffisant pour obtenir une injection transparente, car ceux-ci ne sont pas...
Dans les ondulateurs de type « staggered », une structure polaire en matériau ferromagnétique est intégrée à l’intérieur d’un solénoïde de façon à générer un champ sinusoïdal. L’intérêt présenté par de tels éléments d’insertion a été étudié pour une application à des lasers à électrons libres à la fin du siècle précédent. Cependant, le concept n’a jamais été implémenté dans des sources de...
Les 150 ans de la SFP coïncident à peu près à 150 ans d’histoire des accélérateurs de particules (depuis les premiers tubes de Crookes). Il est proposé de profiter de ce double anniversaire pour présenter par des expériences ludiques l’évolution des accélérateurs au cours de ce siècle et demi.
Toutes les proposition de contributions de la communauté à ce double anniversaire sont les bienvenues.
ThomX est une installation qui produira des rayonnements X à haut flux et haute énergie par effet Compton inverse entre un faisceau d’électrons et un laser. Cet accélérateur de particules est une source intermédiaire de rayonnement X comprise entre les performances des générateurs X et de synchrotrons. Les dimensions réduites de la machine pourraient permettre son utilisation dans des zones...
L’accélération laser-plasma est un domaine prometteur permettant d’accélérer des électrons avec de forts gradients sur de très courtes distances. Les premières expériences ont eu lieu récemment sur l’installation laser multi-PW Apollon. J’ai développé des diagnostics numériques pour comprendre ce régime d’interaction ultra-relativiste et optimiser les paramètres des futures campagnes. La prise...
Les alliages Getter Non Evaporables (NEG) de type Ti-V-Zr sont des matériaux couramment utilisés dans les accélérateurs de particules et dans le LHC en particulier, pour atteindre de très basses pressions dans le domaine de l’ultra vide ($10^{-10}$ à $10^{-11}$ mbar). Ces matériaux sont en effet capables, après activation à 150°C, de chimisorber les molécules gazeuses sur leur surface. Par...
Ces dernières décennies ont vu le développement d'accélérateurs d’ions de plus en plus puissants, devenus un maillon indispensable pour la neutronique et la science en général. La connaissance des caractéristiques de ces faisceaux est donc indispensable pour la mise en service et le fonctionnement correct et sûr de la machine. Pour ces accélérateurs, la mesure de profils faisceau est délicate,...
Outre la position du faisceau, le signal recueilli sur les électrodes d'un moniteur de position (BPM) contient des informations sur l'extension transverse de ce faisceau.
Nous présentons une étude montrant comment des informations sur la taille des faisceaux peuvent être obtenues grâce au signal des électrodes. Une analyse de la sensibilité aux paramètres du faisceau montre que la mesure...
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. Le 16 mars 2020, l’activité du site a dû s’arrêter en raison du confinement national lié à la pandémie COVID-19. Elle a repris progressivement à partir 11...
Le programme Européen I.FAST a pour but d'encourager l'innovation et le transfert de technologies vers les industriels dans le domaine des accélérateurs de particules.
Nous présentons deux activités de projet:
- l'I.FAST Challenge-Based Innovation : un séjour présentiel lors duquel trois équipes d'une demi-douzaines d'étudiants vont chercher des solutions innovantes utilisant des...
Le Synchrotron SOLEIL a un projet d'upgrade pour renouveler son anneau de stockage. Le CDR a été publié récemment et la phase de TDR doit se terminer vers fin 2023.
Pour les diagnostics faisceau, une large part des équipements devra être remplacée, à la fois pour répondre aux nouvelles spécifications de l'accélérateur, mais aussi pour des raisons d'obsolescence des systèmes électroniques...
Sur l'anneau du synchrotron SOLEIL, trois lignes de lumières sont dédiées au diagnostic du faisceau d'électrons: deux dans le domaine des rayons X et une dans le domaine du visible. La ligne dans le visible utilise le rayonnement synchrotron émis dans l'un des dipôles de l'anneau puis extrait à l'aide d'un miroir fendu utilisé en mode surf (le miroir "surfe" sur le haut de la nappe de...
Les cavités radio fréquences supraconductrices (SRF) en niobium (Nb) massif sont actuellement la technologie de choix pour les accélérateurs actuels et futurs. L’augmentation des performances RF de ces cavités et la réduction des coûts de fabrication et d’opération posent de véritables défis technologiques.
Fort heureusement de nouveaux matériaux, structures multicouches et techniques de...
CEA-DAM/VA/EPURE/UPRX – F. Poulet, A. Bour, F. Cartier
Abstract
La seconde phase du Projet Franco-Britannique EPURE au CEA de VALDUC verra d’ici à la fin 2022 l’intégration d’un nouvel axe de radiographie de type LIA pour la réalisation future d’expérimentations hydrodynamiques à 3 axes. Depuis le début de l’installation EPURE, une gestion optimale des obsolescences technologiques...
Le cyclotron C70XP du Groupement d’Intérêt Public Arronax produit régulièrement des radio-isotopes par exemple le strontium 82. Pour soutenir ces productions et collecter les paramètres de l’accélérateur et des diagnostics faisceau et environnementaux de la machine, un réseau EPICS a été déployé. Avec l’accumulation de ces nouvelles données et afin d’étudier l’impact des paramètres de la...
Les performances des accélérateurs dépendent crucialement de la capacité à mesurer et contrôler les propriétés des faisceaux. La recherche et développement des diagnostics faisceaux accompagne ainsi les demandes de plus en plus exigeantes sur les faisceaux qu’ils soient à haut courant, avec une petite émittances ou à basse énergie. Des améliorations et des nouvelles techniques sont continument...
The Future Circular Collider (FCC-ee) is the proposed future high-intensity and high-energy CERN’s lepton collider. High luminosities at the production poles (z,w,h,t) are planned at the Interaction Points (IP); thus very low beta star values are required at the IP, implying the use of very strong quadrupoles. Concurrently, LAPP work has underlined the strong correlation between ground motion...
Les sources de lumière synchrotron de 4e génération utiliseront des focalisations très élevées pour atteindre leur objectif de réduction d'émittance. Le faisceau d'électrons sera donc plus sensible aux erreurs de champ magnétique et d'alignement. L'impact des erreurs sur la maille proposée pour l'upgrade de SOLEIL a été étudié avec le code Accelerator Toolbox (AT). Les performances obtenues...
Un des prérequis du projet d'augmentation de la luminosité dans le LHC (HL-LHC) est la multiplication de l'intensité du faisceau par un facteur deux. Cet objectif est ambitieux aussi pour la chaîne d'injecteurs, dont les performances sont améliorées dans le cadre du projet LIU. Une des limitations principales des injecteurs est l'instabilité du faisceau dans le plan longitudinal. Dans le...
La dynamique longitudinale dans un linac rf est complexe, en premier lieu parce que les forces de focalisation sont non linéaires. L’approximation douce, valide quand le taux d’accélération est faible (dW/W << 1), permet cependant de bien décrire et de comprendre les trajectoires dans l’espace des phases longitudinal, les variations de l’avance de phase avec l’amplitude des oscillations, les...
Le groupe d’instrumentation de faisceau du CERN développe et opère l’ensemble des moniteurs de faisceau qui sont installés dans le complexe d’accélérateurs.
Apres un arrêt technique de plus de 2 années, les machines redémarrent en 2021 avec un système d'instrumentation grandement rénové. Cette presentation mettra l’accent dans une premier temps sur les nouveaux systèmes qui ont été récemment...
Les diagnostics faisceau appelés BPM « Beam Position Monitor » sont utilisés dans la plupart des accélérateurs de particules. Ils permettent, de façon non interceptive, d’effectuer le contrôle de position du faisceau accéléré.
Les spécifications demandées aux chaines de mesure BPM installées le long du linac de SPIRAL2 ne concernent pas seulement les mesures de position mais aussi les...
Le CEMHTI est doté d’une plateforme « Faisceaux de particules » qui gère actuellement un ensemble unique d’accélérateurs : des accélérateurs d'ions un cyclotron CGRMEV (installé en 1974), un Pelletron, et deux accélérateurs de positons lents. Ces machines sont utilisés pour irradier les matériaux (métaux, semi-conducteurs et céramiques) et étudier l'évolution de leurs propriétés, produire des...
Les accélérateurs ont permis un bon inestimable dans la mise en œuvre de la méthode de datation par le carbone 14 ; on a même parlé de "révolution". En effet, à partir des années 1980-1990, il a été possible de diminuer les prises d'échantillons jusqu'à des masses qui ont rendu possible l'application de la technique à des œuvres très précieuses. La datation des peintures des grottes ornées...
PRECy est la nouvelle composante du plateau technique CYRCé développé depuis 2008 à l’IPHC. Ce vaste projet a pour ambition de rassembler sur un même site et autour d’un cyclotron de 25 MeV, toutes les composantes essentielles aux études de biologie et de cancérologie utilisant les technologies de marquage et/ou de traitement nucléaires. La plateforme a reçu son premier faisceau de protons en...
Les Laser à Electrons Libres (LEL) sont des sources de lumière de haute puissance couvrant de l’infra-rouge lointain aux rayons X. Ils utilisent un milieu de gain simple et élégant, où le rayonnement cohérent est généré avec des électrons libres placés dans le champ périodique permanent d’un onduleur. L’interaction onde de lumière-électrons dans l’onduleur conduit à la mise en micropaquets et...
L’accélération laser-plasma permet de générer des sources compactes d’électrons relativistes de plus en plus énergétiques. Les progrès technologiques de ces dernières décennies ont permis de voir émerger quelques lasers de classe PW à travers le monde. Des programmes de travail ambitieux accompagnent ces quelques installations, notamment sur les sources de particulaires primaires ou...
SEISM est une source d'ions ECR unique au monde fonctionnant à la fréquence de $60~GHz$. Le prototype se base sur une géométrie magnétique simple, le CUSP, permettant l’utilisation des bobines polyhélices (développées au LNCMI, Grenoble) pour générer la surface ECR fermée à $2.1~T$. Le plasma est entretenu par un pulse HF de forte intensité (jusqu'à $300~kW$). Les précédentes expériences au...
Le flux d'évaporation de calcium extrait du four de la source d'ions à la résonance cyclotronique électronique PHOENIX V3 du GANIL a été mesuré expérimentalement en fonction de la température et de l'angle d'émission des atomes au moyen d'une micro-balance en quartz. Un code de simulation Monte-Carlo permet de reproduire correctement les caractéristiques de l'émission des atomes et d'étudier...
Après un an d’arrêt dédié à la construction d’un nouvel anneau de stockage (EBS : Extremely Brilliant Source) l’Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron (ESRF) a procédé à sa première injection d’électrons fin 2019. Un des facteurs limitant dans l’obtention des conditions nominales et stables d’opération est l’amélioration du vide (conditionnement) qui pendant la phase de montée en...
Les performances actuelles et futures des accélérateurs de particules de hautes énergies se trouvent limitées par les matériaux constituant les lignes faisceaux et les cavités supraconductrices. En particulier, de nombreux phénomènes parasites sont directement liées aux interactions entre des particules (électrons, ions, photons) et la surface du matériau constituant les parois des chambres à...
SOLEIL prépare son upgrade vers une source de lumière synchrotron de quatrième génération. La phase d’avant-projet simplifié (APS) est terminée et le travail pour produire un rapport d’avant-projet détaillé va commencer. L’émittance à l’équilibre obtenue dans la maille de référence de l’APS (80 pm.rad) est environ 50 fois plus faible que celle de l’anneau de stockage existant (4000 pm.rad)....
The next generation of neutrino superbeam experiments will explore the matter/antimatter asymmetry in the leptonic sector through the neutrino oscillation phenomenon. The discovery and the measurement of the CP phase parameter of the PMNS (Pontecorvo Maki Nakagawa Sakata) mixing matrix requires the development of a new accelerator beams working at MW scale. The ESSnuSB collaboration proposes...
