Générateur Hydrogène

1. Générateur Hydrogène

2. Générateur Hydrogène : Mise en Place : Générateur H2 placé derrière le Mini E. avec une ligne souple reliant le générateur au Gas Panel 01 du Q13. • Lors de la mise en place du générateur, débit d’H2 vanne ouverte pour purger la ligne, puis fermeture de la vanne. Ensuite connexion de la ligne au gas panel avec mise sous vide. • Réglage de la pression de consigne à 4 Bars. (58 PSI sur GP1). Changement des paramètres software à 40 PSI Min / 80 PSI Max • 25 Juin 2008 : Installation du géné. dans l’équipement. Mise sous tension et mise ne gaz. Comportement Ok. • 27 Juin 2008 : Beam switch Bouteille-Gene. Après période d’idle du Géné : Problème de contamination de ligne.

3. Générateur Hydrogène : Premier Faisceau Hydrogène 25-06-2008 Pas de problème particulier au premier démarrage faisceau. Stabilité bonne et rendement source correct. Comparable au faisceau Bouteille.

4. H2 (Bouteille) H2 (Générateur) Rendement H+ très légèrement supérieur sur l’H2 Générateur. Probablement lié à une petit contamination (impossible à observer sur le Spectre de masse).

5. Bascule sur H2 (Générateur) Après 2 jours en idle, lors du démarrage faisceau H2 Géné, on constate une montée importante du courant faisceau, avec des instabilités de plasma. Il faudra environ 20minutes pour stabiliser le plasma, et revenir à un courant faisceau standard, équivalent à celui d’une bouteille H2. Ce comportement est très certainement lié à la présence de contamination dans la ligne de distribution d’H2.

6. H2 (Bouteille) H2 (Bouteille) à chaud. Faisceau très stable.

7. H2 (Générateur) H2 (Générateur) après 20 minutes de stabilisation Paramètres équivalents au faisceau bouteille. Faisceau obtenu en bascule de gaz. Pas de re-tunning entre les deux gaz.

8. Effectué : • Installation Générateur sur Q13 • Stabilité et rendement faisceau. Spectre de masse. • Implantation des Lots Klif effectués • A faire : • Re-tester la stabilité lors de la bascule H2 Bouteille / Générateur. • Caractériser la source de contamination (RGA) • Trouver un moyen de limiter la contamination ligne lors de périodes d’idle • Tester la robustesse du système en condition Production.

9. Nouveau test de bascule bouteille H2\Générateur 01-07-2008 Faisceau avec bouteille H2 stabilisé.

10. Image du faisceau quelques minutes après le basculement sur le Générateur

11. Basculement sur générateur Montée subite du beam I Instabilité du Beam I Chute de l’ARC V sur action du Delatch Une fois encore après 2 jours en idle, lors du démarrage faisceau H2 Géné, on constate une montée importante du courant faisceau avec des instabilités de plasma. La contamination de la ligne d’hydrogène relié au Générateur provoque une monté subite du courant faisceau ainsi qu’un phénomène coupure de la tension d’arc dut a une montée en parallèle du courant d’extraction. Nous avons dut augmenter la demande sur ce courant afin de limité le phénomène et stabilisé le faisceau.

12. Après son épisode d’instabilité, le courant faisceau a continué d’augmenter jusqu’à atteindre ~44mA ( 29mA pour la bouteille d’H2). Une fois le pic atteint, on observe une redescente très lente vers la valeur de courant obtenu avec la bouteille H2. Il nous faudra attendre ~18 H10 pour avoir un faisceau stable à 29.3mA, soit quasiment 2H de stabilisation cette fois .

13. Identification de la pollution au RGA Scan avant basculement : Argon Hydrogène Azote (N2) Scan après basculement : Observation: L’introduction de nombreuses nouvelles espèce de gaz (en orange) ainsi que l’augmentation des quantités de gaz déjà présent avant le basculement (en rouge) sont des signatures caractérisées de présence d’air. Azote (N2) Oxygène Hélium Azote

14. N2 Ar Solution proposée : Drainage permanent de la ligne d’Hydrogene W27/28 Un drainage permanent de la ligne d’hydrogène relié au générateur dans l’exhaust avec un faible débit, permettrait d’éviter la stagnation de l’hydrogène et d’éliminer ce problème de contamination lors d’un redémarrage apres un arrêt longue durée d’implantation en H2. La ligne d’exhaust utilisée est la même que celle utlisée en sortie de pompe primaire coté source; donc aucun problème pour débiter en permanence de l’hydrogène dedans. Principe de réalisation : Géné H2 Toxic Exhaust Géné exhaust isolation valve Check valve Needle valve Venturi valve High pressure valve MFC Hydrogène Gas Panel 6 Bouteille He Airliquid Gas Panel 3 Bouteille H2 Airliquid Low pressure valve Source Gasbox isolation valve

15. Essai n°1 : Faisceau avec systeme d’exhaust W32 Basculement sur le générateur H2 Lors de cet essai la ligne de gaz du générateur avait été préalablement purger après l’installation du systeme d’exhaust. Ces 2 courbes démontrent bien que le drainage à l’exhaust n’impact pas le faisceau qui lui reste très stable.

16. Essai n°1 : Faisceau avec système d’exhaust après 48H d’inactivité W32 Profile manuel Beamspectrum manuel Basculement sur le générateur H2 Phase de stabilisation de 3 min Lors du redemrage apres 48H d’inactivité le faisceau est tout aussi bon que le premier essai. On observe comme au premier essai une faible augmentation du courant d’un peu plus de 200uA qui est négligeable de devant les 15mA obtenus lors des premiers essais sans le système d’exhaust permanent.

17. Stabilité : Basculement sur le générateur H2 La stabilité est une fois encore parfaite , malgré un faible échantillon ci-dessus il reste inchangé même après les 2H de fonctionnement. Profile :

18. Spectre de masse : Le RGA étant hors service au moment des tests nous avons malgré tout fait une analyse de spectre « limitée » via l’implanter. Faisceau bouteille Faisceau Générateur H2

19. A faire : • - Mettre en place le système de drainage exhaust permanent- - - - - - ok • - Tester et valider le système avec lancement d’un faisceau après longue période d’attente du géné - - - - - - ok • - Mettre le système en « production » avec basculement hélium/hydrogène • - Commander la vanne à débit plus fin pour limiter la fuite et réduire la conso en eau. • - Contrôler l’évolution de la consommation d’eau ainsi que sa résistivité. • Trouver un chariot sur roulette pour faciliter le déplacement du générateur. • - Rerouter le tuyaux d’hydrogène (passage plus safe) voire même ajouter une gaine sur 2m environ en sortie de géné pour éviter tout pincement.