PowerPoint Presentation

Plan de lexpos Sources dions sources dions lgers sources dions lourds

Sources de leptons sources de positrons

Acclrateur Super B

Applications mdicales

Applications lnergie GUINEVERE MYRRHA

1Sources dions lgers Sources ECR de haute intensit, performantes et fiables, requises pour les projets de machines de forte puissance

Sources ECR dions lgers : spcialit de lIrfu/SACM

Infrastructures : SILHI sur IPHI : 100 mA de protons 95 keV banc de test et dtudes des sources dions BETSI : dizaines de mA 50 keV

Dveloppements en cours pour les projets dacclrateurs de haute intensit : SPIRAL2, FAIR, IFMIF/EVEDA et pour de la R&D

IN2P3/LPSC : plutt spcialis dans les sources dions lourds source MICRO-PHOENIX dveloppe pour SPIRAL2 : 5 mA de D+ 39 keV Prserver et dvelopper cette activit est donc essentiel si le SACM veut maintenir son expertise et sa capacit de production pour rpondre aux besoins actuels et futurs des acclrateurs haute intensit.

2Sources dions lourds - 1 Les enjeux pour les sources de faisceaux dions lourds dpendent de leur application: Production directe pour la physique faisceaux dions (gazeux et mtalliques) intenses et fortement chargs Faisceaux secondaires efficacit dionisation, slectivit, augmentation des tats de charge et puret des faisceaux Applications industrielles fiabilisation et miniaturisation des sources dions

Sources dions lourds : spcialit de lIN2P3/LPSC

Production directe:

augmentation dintensit augmentation de densit du plasma, donc la frquence ECR (28 GHz) & des champs magntiques (1 et 4T) utilisation daimants supraconducteurs de cots levs dveloppement de source dions lourds de SPIRAL2 (intensit espre ingale au monde: 1mA dAr12+) Programme de R&D avec le LNCMI et lIAP (Russie) : pas de financement pour salle dexprience Possibilit de synergie franaise pour les R&D 28 GHZ Pb: pas les financements ncessaires permettant de dvelopper un tel prototype (2.5 M)

est-on prt mettre les moyens pour maintenir une R&D comptitive au niveau internationalavec une plateforme exprimentale ambitieuse (60 GHz)?

Ions Extraction60 kV coreGas, oven18 GHzWaveguide1.25 - 0.5 - 2.1 T Bz axial mirror PHOENIX V23Sources dions lourds - 2 Production de faisceaux secondaires: Le multiplicateur (booster) de charge est un enjeu important pour la prparation des faisceaux acclrer

Booster ECR (LPSC : inventeur) Constructions upgrade SPIRAL1, SPIRAL2, SPES R&D Projet NuPNET Emilie : augmentation des rendements & puret des faisceaux SPIRAL2 : Nuclarisation en cours (optimisation des oprations de maintenance)

Booster EBIS ISOLDE : production R&D pour source intense

Autre aspect de la production des ions secondaires :optimisation des sources 1+ dans un environnement difficile (ensemble cible-source), au plus prs des cibles de production : IRENA(IPNO) , ECR (GANIL) pour SPIRAL2, LPSC pour ENSAR

Avons-nous les moyens de mener ces R&D en parallle ? maintenir la plateforme ALTO de lIPNO pour la mise au point de ces sources4Sources dions lourds - 3 Applications industrielles: LPSC : dvelopp et brevet la source ECR la plus compacte du monde (COMIC) qui permet de nombreuses applications (labo, industrie)

Source miniaturise, fiable et stable irradiation directe par faisceaux dions de pices de toutes dimensions modifiant ainsi leurs caractristiques mcaniques (duret des mtaux, tat de surface des polymres)

Ouvre la voie des machines dIon Beam Sputtering extrmement performantes pour : la fabrication des cibles pour la physique nuclaire (ILL, IPNO) le dpt de couches minces dosage stoechiomtrique (alliage) Une voie prometteuse : cration de couches minces supraconductrices parmicro-vaporateur introduit dans la cavit.

Quelle est la part consacrer la valorisation dans nos instituts? avec quels moyens ?

COMIC55Sources de positons Gnration et transport des faisceaux de positons : essentiels pour les collisionneurs e+e- Collisionneurs circulaires : mittance, plus que lintensit, critique pour injection efficace Collisionneurs linaires : fortes intensits requises imposent des rendements de capture e+ levs, en plus dune mittance 6D rduite pour une bonne injection dans les anneaux damortissement Polarisation e+e- (liminer les ractions parasites et augmenter la luminosit effective de certains processus ) : gnration de polariss circulairement paires e+e-, polarises longitudinalement

Mthode de gnration des positons base sur la matrialisation de photons mis par des lectrons en rgime de canalisation dans un cristal (LAL, IPNL + Budker Institute) Expriences au CERN (WA 103) et au KEK ont valid cette mthode Source installe au KEK en 2006 : augmentation luminosit de 30% Source de rfrence pour CLIC

Dveloppements actuels: convertisseur amorphe avec optimisation de la capture des e+ base sur une dclration prliminaire en haute harmonique des e+ pour le collisionneur SuperB (LAL) projet PEPPo, source e+ polariss o des lectrons polariss longitudinalement gnrent des positons polariss par bremsstrahlung polaris dans une cible amorphe: en test au Jlab (LPSC) source e+ pour lexprience Gbar (Irfu)

Perspectives moyen terme, construction de la source de SuperB : opportunit trs importante

Long terme pour collisionneurs e+e- : sources non polarises utilisant le rayonnement de canalisation sources polarises par interaction Compton dun faisceau laser polaris sur faisceau e-6Super B7 Usine B pour tudes au del du modle standard : physique des saveurs, Eproduction (4S) Machine de trs forte luminosit pour mesures de grande prcision, complmentaire LHCb Usines B, passes et prsentes : lumi ~ 1034 cm-2.s-1 sur PEP-II (SLAC) et KEK-B (Japon)

Super B propose datteindre une luminosit ~ 1036 cm-2.s-1

Nouvelle ide innovante de technique de collision CRAB WAIST

Beaucoup de points communs avecloptique et la technologie descollisionneurs linaires

Utilisation dune partie des quipements de PEP-II

Faible consommation dnergie

+ lignes de lumire+ SASE

Participation franaise Super BParticipation lexprience de validation du CRAB WAIST Frascati. Luminomtrie et correction du couplage x/y .

2) Design et CDR1 / CDR2 SuperB & TDR (en cours)

LAL ORSAY : Design de la source de positrons et du LINAC de post acclration. Design des structures acclratricesDesign de loptique du main LINAC et des stations diagnosticsEvaluation du vide dans le LER et le HERParticipation lvaluation du background exprimentale (MDI)Simulation de spin tracking et dpolarisation dans lIPProposition des mesures de luminomtrie

LPSC GrenobleLLRF de lanneauDiagnostics pour la polarisation basse nergie des lectronsSpin dynamics (thse)

LAPP AnnecyMesure de stabilit du site (Frascati et Tor Vergata)Stabilit du point dinteraction (IP)

8

Demande au CS in2p3 pour la phase projet (man/year)

9LALWPTaskResponsibility- ParticipationTASK2.3Resp.Positron converter2.4Resp.Flux concentrator2.5Resp. Capture section6.8Part.Main ring vacuum8.2Part.Background simulations8.9Part.Luminosity monitor13.1Resp.Polarimeter17.2Part.Spin trackingLPSC1.1Resp.Photo cathode Gun & High voltage system1.2Resp. Laser system1.3Included in WP1.1Included in WP1.11.10Resp.Diagnostics-polarimetry9.3Resp. Ring LLRF17.2Part.Spin trackingLAPP7.10Resp. Final focus stabilization8.13Resp. Interaction region stabilizationDemande sous condition de disponibilit des ressources et du budget

Applications mdicales - 1 Nos instituts ont construit ou apport une contribution pour plusieurs projets au pass et actuellement CPO : aide la matrise douvrage ARRONAX : production de radioisotopes, machine en exploitation ETOILE : rdaction de lAPD sur la base du synchrotron PIMMSARCHADE : rdaction du cahier des charges techniques dun cyclotron innovant et tests de rception CNAO : participation des sous-systmes acclrateur

Cyclotrons : dveloppements lheure actuelle par les industriels avec le soutien des labos

CPO

CNAO 10Applications mdicales - 2 Nos instituts peuvent apporter une expertise (globale ou sur certains sous-ensembles) et de linnovation pour le futur

Nous ne pensons pas que ce soit notre rle de prendre en charge la construction dun acclrateur mdical, mais nous restons ouverts des collaborations avec le monde mdical

Actuellement, pas de dveloppement prvu lexception dun bras iso-centrique supra pour les ions carbone potentiellement par lirfu

Pour mmoire, forte activit sur limagerie mdicale par lirfu (aimant ISEULT 11.75 T)

Nous pouvons apporter une expertise dans des niches bien identifies, comme ce qui a t fait dans le pass11

Applications lnergie Problmatique commune avec le groupe 11 Physique et Chimie pour lnergie nuclaire les rflexions doivent tre menes de manire concerte

Accelerator Driven System (ADS) : sujet qui soulve beaucoup de questions et discussions

Programmes en cours et venir: GUINEVERE MYRRHA

ADS maquette :GUINEVEREADS dmonstrateur:MYRRHA

Courtesy SCK-CEN12GUINEVERE - 1 Objectifs :maquette puissance nulle dun ADS pour les tudes de sret et les mesures de ractivit en ligne dun systme reprsentatif dun ADS Conception , ralisation et exploitation dun acclrateur de deutons, puls et continu, pour coupler au racteur nuclaire VENUS (SCKCEN, Mol, BE) pour les tudes dADS Collaboration IN2P3 (LPC Caen, IPNO, IPHC-DRS) mene par le LPSC avec le SCK-CEN et le CEA (DEN) Dates clefs: Lancement officiel : dcembre 2006 Dveloppement et construction au LPSC aot 2009 Transfert, remontage au SCK-CEN mars 2010 Commissioning machine (6 mois) + autorisations de sret (1 an!) septembre 2011

GUINEVERE : upper levelGUINEVERE: lower level13

GUINEVERE - 2 Couplage acclrateur-racteur : 12 octobre 2011 vrification de la puissance cur pilote par lacclrateur Trois modes de courant oprationnels puls (20 mA, 1s), DC (1 mA) et DC avec interruptions rapides (on/off ~s) Exploitation en cours pour le programme exprimental (FREYA) jusquen 2014 Pilotage machine transfrer aux personnels du SCK-CEN

ETP : ~ 40 (In2p3) pour la R&D et construction

Maquette basse puissance a ouvert la voie aux collaborations avec le SCK-CEN pour MYRRHA SCK-CEN and IN2P3 GUINEVERE teams

Reactor and accelerator status indicator14

Faisceau de protons requis pour un ADSChallenge #1: Faisceaux CW de forte puissanceChallenge #2: Fiabilit extrme !10315

Linac supra modulaire - concept valable demotransmuter- lments contrls indpendamment- la fonction dun lment dfaillant peut tre remplace en re-rglant des lments adjacents (fault-tolerance) Injecteur redondant - fault-tolerance non applicable (car