Cern ACCELERATOR SCHOOL 2012: ELECTRON CYCLOTRON

T. Thuillier, LPSC, Journées Accélérateurs, Roscoff, 14 Octobre 2013
ROSCOFF 2013
LES SOURCES D'IONS ECR SUPRACONDUCTRICES DE 3ÈME
GÉNÉRATION: TECHNOLOGIE, PERFORMANCES ET
LIMITATIONS

T. Thuillier, LPSC, Journées Accélérateurs, Roscoff, 14 Octobre 2013
SOMMAIRE
•INTRODUCTION AUX SOURCES ECR
•LES SOURCES DE 1ère, 2ème ET 3ème GENERATION
•TECHNOLOGIE DES SOURCES DE 3ème GENERATION
•PERFORMANCES
•LIMITATIONS
•PERSPECTIVE FRANCAISE
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Les ingrédients d’une source ECR d’ions multichargés
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Faisceau d’ions Extrait
vide Champ
électrique
Puissance
RF
Atomes
Une cavité métallique
cylindrique
(multimode en RF)
Un vide secondaire 10-5-10-8 mbar
(minimiser l’échange de charge)
Une bouteille magnétique
(minimum-B) pour confiner
les particules chargées
par effet miroir magnétique
Une injection d’atomes
(gaz ou vapeurs
métalliques)
Une injection de
puissance microonde
1-10 kW
Une surface fermée où
Condition de
RESONANCE ECR
Génération d’un plasma
Stable d’électrons
chauds et d’ions
multichargés froids
Un champ électrique
accélérateur pour extraire le
faisceau d’ions
Lignes
de champ
Iso-B
INTRODUCTION AUX SOURCES ECR

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Confinement magnétique d’une source ECR
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•Le champ magnétique est la superposition d’un miroir
magnétique axial et d’un champ radial hexapolaire
•La surface ECR (|B|=BECR) est fermée
Iignes Iso-B
z
Bz
Axial Mirror
BECR
m
qB
=ω=ωECR
ce
BECR
Source LBNL
Champ hexapolaire
Source RIKEN, Nakagawa
|B|(x,z)
z2r
Source D. Xie
INTRODUCTION AUX SOURCES ECR

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La première Source d’ion ECR: SUPERMAFIOS 1975
•Inventée au CEA Grenoble par l’équipe de R. Geller
Bernard
Jacquot
•une machine de fusion
de 3 MW modifiée pour
produire des faisceaux
d’ions (CIRCE)
•La légende dit qu’à
l’allumage de la
machine, la moitié de
la ville de Grenoble a
été plongée dans le
noir
R. Geller
SOURCE DE 1ERE GENERATION
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