FAIR: l'injecteur du linac à protons développé à Saclay est prêt à être livré

L'injecteur de l'accélérateur linéaire à protons de FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) a passé avec succès les tests de recette à Saclay. Il est désormais prêt à être expédié à GSI Darmstadt (Allemagne) où l'installation internationale de recherche sur les antiprotons et les ions lourds est en construction.


L'Irfu est responsable de la fourniture des équipements depuis la source ECR (Electron Cyclotron Resonance) de protons jusqu'à l'injection dans le premier élément de l'accélérateur linéaire (linac) de protons - une cavité quadrupolaire radiofréquence ou RFQ. Cet ensemble appelé injecteur de protons a produit à Saclay un faisceau de protons d'une intensité de 120 mA en fin de ligne basse énergie avec une émittance compatible avec l'acceptance du RFQ.

Fin 2017, la source de protons était équipée dans sa configuration finale à Saclay. En 2019, la ligne "basse énergie" reliant la source au cône d'entrée du RFQ était opérationnelle. Pendant deux ans, l'équipe de l'Irfu a réalisé l'ensemble des mesures expérimentales permettant de qualifier l'ensemble et de garantir les caractéristiques du faisceau de protons à l'entrée du RFQ. Non seulement les objectifs ont été atteints mais les résultats sont meilleurs que les spécifications requises.

Depuis le début de la collaboration entre l'Irfu et GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH) en 2009, les équipes de l'Irfu ont démontré au fil des années leur capacité à concevoir, réaliser et faire fonctionner un injecteur proton haute intensité selon les spécifications demandées, avec en particulier le développement d'Iphi (Injecteur de protons à haute intensité) et des injecteurs d'Ifmif (International Fusion Materials Irradiation Facility) et de Spiral2 (au Ganil à Caen).

Complémentaire de Spiral2 (Ganil) et des expériences Alice et LHCb au LHC (Cern), FAIR comprend deux synchrotrons supraconducteurs d'une circonférence de 1100 mètres, construits l'un sur l'autre dans le même tunnel, qui fourniront différents faisceaux d'ions légers et lourds. Un dispositif adjacent d'anneaux de stockage, de cibles de production et de séparateurs fournira des faisceaux d'antiprotons et des faisceaux radioactifs secondaires.

À compter de 2022, ces faisceaux de qualité et d'intensités inégalées serviront la recherche en physique nucléaire (ions superlourds, explosions d'étoiles, plasma de quarks et de gluons, etc.) et en physique des particules, la physique atomique et la physique des plasmas (étoiles, etc.), la biophysique et la médecine (oncologie, etc.) et la science des matériaux (membranes, etc).

Références:
Commissioning of the ECR ion source of the high intensity proton injector of the Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR), Review of Scientific Instruments