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Ingénieur CNAM, Conservatoire National des Arts et Metiers - M. Juncar (Dir.)
Réalisation d'un banc de tests de sources d'ions
G. Gaubert1
SPIRAL Collaboration(s)
(21/09/2000)

La physique nucléaire a permis de comprendre de nombreuses propriétés des noyaux stables (masse, forme, structure nucléaire...) et d'élaborer des théorie capables de reproduire ces propriétés. Les recherches des vingt dernières années dans ce domaine ont montré que le comportement des noyaux exotiques est souvent différent de ce que l'on peut extrapoler des théories sur les noyaux stables. Les noyaux exotiques représentent plus de 80% de la carte des noyaux. Les physiciens nucléaires ont vite exprimé le besoin d'utiliser des faisceaux d'ions radioctifs pour étudier leurs propriétés. C'est ainsi qu'a été décidée la construction d'un nouvel accélérateur au GANIL capable de fournir des faisceaux exotiques: c'est le projet SPIRAL ou "Système de Production d'Ions Radioactifs Accélérés en Ligne". Un faisceau d'ions stables de haute énergie provenant des accélérateurs du GANIL est stoppé dans une cible de graphite, provocant des réactions nucléaires. Les atomes radioactifs produits diffusent hors de la cible portée à une température d'environ 2000°C et sont ionisés dans une source ECR (Electronic Cyclotronic Resonance). Le faisceau extrait est enfin accéléré dans le cyclotron CIME (Cyclotron à Ions de Moyenne Energie) avant d'être distribué dans les salles expérimentales. De nombreux domaines de recherche fondamentale sont concernés par les expériences avec ces faisceaux radioactifs: Physique nucléaire (matière nucléaire diluée, cohésion des forces nucléaires, noyaux super-lourds , symétrie dans les noyaux, nombres magiques), théorie du modèle standard, astrophysique nucléaire, physique de la matière condensée, médecine... L'ensemble cible-source (ECS) de SPIRAL est le point crucial du système: il produit des atomes radioactifs, puis les ionise pour former le faisceau d'ions radioactifs. En fonctionnement, la réaction de production des atomes radioactifs génére un flux de neutrons intenses. Ce flux détériore les caractéristiques magnétiques des aimants permanents de la source d'ions et active également tous les matériaux présents dans la casemate de production. Ainsi, la durée de vie d'un ECS est estimée à quinze jours et la casemate est un local où les rayonnements seront toujours présents. La mise en place d'un ensemble neuf est entièrement automatisée pour éviter tout travail sous rayonnement. La préparation de l'ECS neuf doit donc être optimale avant sa mise en place dans la casemate. Ceci nécessite la réalisation d'un banc de tests afin d'assurer les connexions, le fonctionnement de l'ECS et le dégazage des cibles.
1 :  GANIL - Grand Accélérateur National d'Ions Lourds
Physique/Physique/Instrumentations et Détecteurs

Physique/Physique/Physique des accélérateurs
SPIRAL – Target – Ion Source – Tests bench – Power supplies – High Frequency – Vacuum – Command and control
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