Etude et test d'un module accélérateur supraconducteur pour le projet Spiral2
Résumé
The SPIRAL2 project, in its construction phase at GANIL in Caen, will increase the capabilities of the current existing facility SPIRAL. This upgrade consists in the construction of a production area of rare radioactive isotopes associated to a superconducting linac. The latter can accelerate a 5 mA deuteron beam up to 40 MeV and can handle a wide variety of ions (protons, deuterons, ions with a charge over mass ratio of 1/3) up to 14.5 MeV/u at 1 mA. The targeted fission rate (~1014 fissions/secondes) and accelerating polyvalence is achieved thanks to the superconducting technology. The study, the conception and integration of the superconducting accelerating modules are in charge of the Nuclear Physics Institute of Orsay (IPNO). The PhD work presented here consisted in first testing and characterising mechanically and electromagnetically the superconducting quarter-wave resonator in a qualifying cryostat (- 269 °C). Then, a fully-equipped accelerating module has been tested without beam. More specific studies have been carried out on the Q-disease, on microphonics and on the frequency tuning system with moving plunger, a novel system for superconducting cavities. The validation of the accelerating module performances during the PhD period has lead to the fabrication phase launching of the accelerating cavities and their modules.
Le projet SPIRAL2, en phase de construction au GANIL à Caen, viendra augmenter les capacités de production et d'accélération de l'actuelle installation SPIRAL. Cette extension consiste en la construction d'une zone de production d'isotopes radioactifs associée à un accélérateur linéaire supraconducteur. Ce dernier permet l'accélération de faisceaux de deutons de 5 mA à 40 MeV ainsi que d'une grande variété d'ions (protons, deutons, ions ayant un rapport charge/masse de 1/3) jusqu'à une énergie de 14.5 MeV/u et un courant de 1 mA. Le taux de fission visé (~ 1014 fissions/s) ainsi que cette grande polyvalence d'accélération sont rendus possible grâce à l'utilisation de la technologie supraconductrice. L'étude, la conception et l'intégration des modules accélérateurs supraconducteurs de la partie haute énergie ont été effectuées à l'Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO). Le travail de thèse présenté ici s'inscrit dans ce contexte. Dans un premier temps, les cavités accélératrices supraconductrices de type quart-d'onde ont été validées et caractérisées d'un point de vue électromagnétique et mécanique en cryostat de qualification (-269 °C). Par la suite, un module accélérateur totalement équipé a été qualifié en configuration dite « machine ». Des études plus spécifiques ont également été menées sur l'effet 100K, les microphonies et la caractérisation du système d'accord en fréquence par plongeur mobile, système novateur pour les cavités supraconductrices. La validation des performances du module accélérateur à travers ce travail de thèse a donné lieu au lancement de la phase de fabrication des cavités accélératrices et des cryomodules.
Loading...