Accélérateur Linéaire auprès du Tandem d’Orsay

S. Essabaa pour la collaboration ALTO

• Description sommaire du projet

• État d’avancement des travaux

• Perspectives et R&D cibles Sources

Journées Accélérateurs de la SFP Roscoff , 10-12 octobre 2005

Recherche fondamentale et R&D

• Produire une large variété de noyaux riches en neutrons par photofission d’une cible épaisse de carbure d’uranium

• Étudier la structure des noyaux exotiques très loin de la vallée de stabilité

• Disposer d’un banc de tests pour la R&D pour l’optimisation des paramètres cible-source pour SPIRAL2 et Eurisol-DS

Autres applications Biochimie• Biochimie sous rayonnement ionisant• Irradiation des protéines• Étude de l’ADN sous irradiation parallèle

(X, e)

Applications industrielles• Irradiation des composants électroniques

Production de fragments de fission par photofission

Séparation Isotopique en Ligne

Cible d’UCxElectrons Gammas

Énergie: 50 MeV Courant moyen: 10 µA Dispersion en énergie [E/E] < 10 % Fréquence de répétition: 100 Hz Durée de l’impulsion: 10 ns to 2 µs Longueur de l’accélérateur: ~12 m Emittance estimée: 0.6 mm mrad @ 50 MeV

Caractéristiques du faisceau

Productions estimées à partir des mesurées à PARRNe

• Avec des électrons de 10 µA @ 50 MeV

• Gain d’un facteur 100 (x10 réaction, x10 intensité)

• 1011 – 4 x1011 fissions/s

• Typiquement 3x107 – 108 132Sn après séparation

• 5 runs/an: 1 semaine de préparation, 3 semaines d’expérience, 1 semaine de décroissance

GPG

ACSALT1

ALT2

ECS

Canon

QP1 QP2

QP5 S6

QP4

QP3

QP7

QP8

BPM(1)TI(1)Écran (1)

Fentes H

X1,Y1(profileur)

L1

L5

L3L2 L4

WCM(1)

NEPAL

S2 S3

S4 S5

BS1

BS2

BS3

QP6S7

S1

X2,Y2

WCM(2) TI(2)BPM(2)

TI(3)

Écran (2)

BPM(3)

Ligne 210

Ligne 210

Synoptique d’ALTO

Cible-Source d’ions

TBL284C0034

4022

Modèle LAL

AtténuateurDéphaseur

Coupleur 24 dB

Coupleur 6 dB

Coupleur 4 dB

Réseau HF

Contrôle & Commande ALTO• Le système de contrôle et commande de

l’accélérateur ALTO utilise le logiciel de supervision industrielle : “Panorama”.

• L’acquisition des données, les synoptiques graphiques animés, les fonctions sécuritaires de surveillance et de conduite, le traitements des alarmes, l’archivage… font partie des nombreuses fonctions de ce système d'exploitation

• Son architecture comprend deux PC serveurs redondants, une électronique d’entrées-sorties et un PC d’interface homme-machine via un réseau éthernet

Poster de T. Corbin

Système de sécurité ALTOGestion par automate des EIS : Eléments Importants

pour la Sécurité (rondiers, coups de poing, porte et signalisation)

Le système est basé sur quatre principes :• le contrôle de l’action entreprise « le tir »• le contrôle des lieux « zones » avec et sans faisceau• l’autorisation de « tests »• l’autorisation d’ « accès contrôlé »

Le système actif et alimenté par le 24V auto secouru.

Poster H. Bzyl & M. Raynaud

10 µSv/h

0,5 µSv/h0,5 µSv/h

12 m

Structure du blindage dans ALTO

Normes de radioprotection

Contraintes de l’installation existante

Le code de calcul Fluka

Modélisation de la géométrie

Exposé M. Chiekh

Manutention de la cible-source Débit de doses à 50 cm de la cible

après une irradiation de 3 semaines

1

10

100

1000

10000

100000

0 5 10 15 20

temps en jours

débi

ts d

e do

ses

en µ

Sv/h

à

50 c

m d

e la

cib

le

sans blindage

2 cm pb

3 cm pb

5 cm pb

L’accélérateur est complètement assembléL’intégration des systèmes HF et C&C continue à

progresser Les premiers tests faisceau e sont envisagés fin 2005La production des faisceaux radioactifs démarrera en

2006

ARMOIRE EAU D.

CIRCUIT D'EAU DESIONISEE

laser

Parrne

Aire 1

Lignes secondaires - Plateforme laser

Aire 4

LaserAire 3

Aire 2

Aire 1

Source d’Ions laser

Laser pompe: Nd-YAG

•Taux de répétition 30Hz

• Puissance: 150 mJ/pulse @ 355 nm

290 mJ/pulse @ 532nm

• Longueur de pulse: 8 ns

Système laser à colorants

Four de Sn

Four de Cs

+

-

Tube d’ionisation

Après Sn, différents schémas testés pour l’ionisation du Cu

62317 cm-

1

0

41114 cm-1

2S1/2

4P3/

2

249,2 nm

450 nm

249,2 nm

2S1/

2

4P3/2

4D5/2

0

40948 cm-1

63585 cm-1

441,75 nm

2S1/

2

4P3/2

4D5/2 62948 cm-1

40114 cm-1

0

249,2 nm

437,9 nm

Second prototype for Cu ionisation

Prototype proche du CERN avec le container de la cible UCx

Prochaine étape : Installation auprès d’ALTO

Avec le laser YAG 20 kHz (100 W, 80 ns)

Exposé R. SIFI

Source d’ions

séparateur

Cellule à échange de charge

lentilles

PM

miroir

laser pulsé

Spectroscopie laser auprès d’ALTO

Ion Guide Laser Ion Source IGLIS

laser

séparateur

W convertisseurFaisceau d’electrons de 50 MeV

Ar, 500-1000 mbar

Uranium dense

3x 10-20 mg/cm2

Élimination des processus lentes de diffusion- effusion de la cible

Réduction de l’ionisation du gaz tampon dans le cellule

detarg......

separsourceettNI

Étude de R&D auprès ALTO

Relâchement

Cible UCx de haute densité (collaboration PLOG)

Relâchement utilisant les molécules

Étude de la structure de la cible (Eurisol)

SélectivitéSélectivité chimiqueSélectivité utilisant les lasersCombinaison des lasers et des trapsSélectivité magnétique

Laboratoire Cible-Source d’IonsDimensionné pour la R&D cible Spiral2

Four de la cible UCxSpiral2 (IPNO-GANIL)

Faisceau primaire de forte puissance: 200 kW

Nouvelle conception de l’ensembles cible-source d’ionsFour

Conception: retour de courant à travers le réflecteur (Y. Huguet)

Tests d’un prototype en inox (1000 °C)

Réalisation d’un prototype en Ta

Validation des calculs avec le code SISTUS (F. Pellemoine)

Calculs avec le code 3D-IDEAS (F. Launay)

tests de chauffage de longue durée

• Tests de chauffage de longue durée • Étude de la structure de la cible en fonction de la

température par microscopie e et X• Adaptation de la cible à Source MK5 ou IRENA • Étude relâchement avec e ou neutrons• Étude relâchement en utilisant des molécules

R&D Cible faible UCx faible densité

Source d’ions IRENA

Assemblage et tests HT et vide Premiers faisceaux sur le séparateur d’isotopes hors ligne Amélioration du système de refroidissement et des alimentations de puissanceCaractérisation complète de la source

Poster C. Lau

Développement d’un prototype de type Febiad basé sur EBGP (Nitschke, LBL 1985).

Réduction de la quantité de composants déchets radioactifs et coûts .

cathode radiale longue durée de vie (> 1 mois).

T source peut atteindre 2500 °C