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Les TGIR pilotés par l’Institut de Physique du CNRS Charles Simon / Bertrand Girard 13 Avril 2011

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Les TGIR pilotés par l’Institut de Physique du CNRS Charles Simon / Bertrand Girard 13 Avril 2011 Partie 2. EcoX. Rock. Les sources synchrotrons. ESRF (Grenoble) 6 GeV, 200 mA, C= 844 m, rayons X durs Début construction : 1988 Mise en service : 1994-99 40 lignes de lumière

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Presentation Transcript
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Les TGIR pilotés par

l’Institut de Physique du CNRS

Charles Simon / Bertrand Girard

13 Avril 2011

Partie 2

les sources synchrotrons

EcoX

Rock

Les sources synchrotrons
  • ESRF (Grenoble) 6 GeV, 200 mA, C= 844 m, rayons X durs
    • Début construction : 1988
    • Mise en service : 1994-99
    • 40 lignes de lumière
    • Upgrade 1 : 2008-15 – Upgrade 2 : 2016-22
    • Budget annuel 85 + 13 (upgrade) M€
  • SOLEIL (Saclay) 2,75 GeV, 400 mA, C= 354 m, rayons X mous et UV
    • Début construction : 2001
    • Mise en service : 2008-12
    • Phases 1 et 2 achevées en 2012
    • 26 lignes de lumière (+2)
    • Budget annuel 60 M€
    • Phase 3 en discussion
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ESRF: 19 Members and Associates Countries

Contributions to ESRF Budget

  • Members
  • France 27.5%
  • Germany 25.5%
  • Italy 15%
  • UK 14%
  • BeNeSync 6%
  • (Belgium, The Netherlands)
  • NordSync 4%
  • (Denmark, Finland
  • Norway, Sweden)
  • Spain 4%
  • Switzerland 4%
  • 100%
  • Scientific Associates
  • Portugal 1%
  • Israel 1%
  • Austria 1%
  • Poland 1%
  • Central-Sync 1.05%
  • (Czech Republic, Slovakia, Hungary)
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Accelerator and Source

Machine Statistics for 2008-2010

2008 2009 2010

98.30 99.04 98.78

64.5075.8067.50

1.10 0.73 0.82

Availability (%)

Mean time between failures (hrs)

Meanduration of a failure (hrs)

Accelerator and Source Division

P. Elleaume (1955 - mars 2011)

Director of ASD 2000 -11

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Large ribosomal subunit from Deinococcus radiodurans (courtesy A.Yonath, Weizmann Institute)

First “synchrotron” Nobel Prize may lead to new and more efficient antibiotics

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For SR Facilities to continue to be useful:

- Applied and Fundamental Science

Faithful and committed service to Users

Cost effective ( Electricity? …)

Increase the Users Community:

Industry and Private Investment

Rapid Access

Availability and Reliability

Automation and Remote Control:

Bring SR in your Lab!

Data: transfer, analyses, archiving, …..

Partnerships and Platforms

More than photons

New SR Sources - Storage Ring based:

0.1 nm Horizontal Emittance

1023 photons/s/mm2mrad2/0.1%BW

ESRF (2010)

ESRF (2007)

ESRF (2000)

ESRF (1994)

Synchrotron

radiation

Second generation

First generation

X-ray

tubes

1900 1920 1940 1960 1980 2000

  • The Grand Challenges
le synchrotron soleil
Le synchrotron Soleil
  • Société civile de droit français
  • CNRS 72 % - CEA 28 %
  • Construction (2002 – 12) : 287 M€
    • Région Ile de France 148 M€
    • Essonne 34 M€
    • CNRS + CEA 98 M€
    • Région Centre 3.4 M€
    • MESR 3 M€
  • Exploitation (2002 – 12) : 330 M€
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Analysis of the user affiliation

  • National users (75% of total access)
  • International users (25% of the total access 2008-2010)
slide16

L\'asymétrie « naturelle » des molécules biologiques viendrait de l\'espace (2)

Coll : L. d’Hendecourt (IAS, Orsay). U. Meierhenrich (Univ. Nice), L. Nahon (SOLEIL)

NH3:CH3OH:H20 1:1:2 irradié pendant ~ 48 h @ 6.64 eV

Dépôtgazeux

Irradiation

VUV CP - SR

Cryostat (80 °K)

+ irradiation pendant le réchauffement résidu  hydrolyse (GC-MS)

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Les pnictures de fer supraconducteursCASSIOPEE + collColson et al CEA, Brouet et al LPS

BaFe2As2

LaO1-xFxFeAs

FeAs

T

Cuprates

Tc jusqu’à 56K (mars 2008)

AF

Dopage

K au lieu de Ba => dopage trou

Co au lieu de Fe => dopage électron

SC

Nombre de trous

=> Origine de la supraconductivité ? Relation avec le magnétisme ?

=> Relations d’autres supraconducteurs haute température, comme les cuprates?

CASSIOPEE

slide19

PX1

SAXS - WAXS - GISAXS

SWING

~120 A

Macromolecularcrystallography

Small-angle X-ray scattering

Glycoprotein organization

of Chikungunya virus

Nanodiscs of phospholipids

encapsulated by scaffold proteins

E3-E2-E1 Icosaedric arrangement

coating the virus

Monodispersed objects

Bilayer-based structures

A tool for membrane proteins studies

N. Skar-Gislinge et al,

(2010) JACS, 132, 13713–13722

J. E. Voss et al

(2010) Nature, 2 December. Cover page

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Nano-tomographybeamline.

T. Weitkamp

  • with two dedicated experimental end-stations for:

1- high spatial resolution ( < 100 nm)

2- highdensityresolution (Parallel-beamtomography)

The 200 m long extention building

that accomodates the two beamlines

Long beamlines for highresolution 3D imaging and coherence

Nanoscopium beamline (open for users 2013)

A. Somogyi- C. Kewish- G. Baranton

  • 3D imaging on two dedicated experimental end-stations combining:
  • 1- Scanning coherent scattering / ptychography (image resolution down to <30 nm)
  • 2- nano-probe: 3D XRF, XANES, differential phase contrast, (min. resolution: 30 nm)
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NIF, LMJ

ELI-4

Les Lasers intenses

HDE

Haute Densité d\'Energie

UHI

Ultra Haute Intensité

 100 J

 100 TW

ns, ps

fs

LULI 2000

LIL

MegaJoule

LUIRE

Apollon

kJ

PW

1 MJ

100 PW

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Thématiques lasers intenses

ns

Matière à haute densité d\'énergie

HDE

Fusion par confinement inertiel

Interaction Laser - Plasma

ps

Particules énergétiques (e-, p)

Rayonnement : THz --- X

UHI

fs

Accélération d\'électrons (GeV)

Accélération d\'ions (MeV)

Lumière Extrême

Sources secondaires X-UV, ultra-brèves

Physique nucléaire

vers la physique des hautes énergies, la physique nucléaire et la physique des particules

slide23
Science à ultra-haute intensité :

accès au régime ultra-relativiste

physique des particules,

théorie des champs …

Science attoseconde :

"imagerie" à l\'échelle attoseconde

de la dynamique des électrons dans un atome,

une molécule, un plasma ou un solide

Sources de faisceaux haute énergie :

faisceaux ultra brefs

de particules énergétiques (>10 GeV)

et de rayonnement –> 

Et leurs applications

QED nonlinéaire: E·e·c=2moc2

optique ultra-relativiste

optique relativiste

Intensité focalisée [W/cm2]

électrons liés

CPA

blocage de modes

mode déclenché

Les trois domaines scientifiques liés aux hautes intensités

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Les installations UHI en exploitation en France

LOA (ENSTA) – Salle Jaune : 1J / 30fs

LASERIX (UPS – ENSTA) 40J / 100fs

UHI100 (IRAMIS) – : 2J / 20fs

ECLIPSE - CELIA : 200 mJ / 40fs

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Les installations UHI en construction en France

  • LUIRE (ILE – ENSTA)
  • 15J / 30fs 1 tir/min 0,5 PW
              • 1 salle radio-protégée

APOLLON (ILE – Orme des Merisiers)

150J / 15fs 1 tir/min 10 PW

1023 W/cm2

3 salles radio-protégées

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Les installations ELI

Pour l’instant : 3 projets de multi-10PW

République Tchèque

Roumanie

Hongrie

1 pilier ≥ 100 PW à prévoir ?

les budgets laser
Les budgets laser
  • LUIRE
    • 9,5 M€ investis
    • 500 k€/an de fonctionnement (à trouver)
  • Apollon :
    • 20 M€ dans le CPER
    • 10 M€ dans CILEX
    • 1,5 M€/an de fonctionnement (à trouver)
    • 15 postes IT (à trouver)
  • LULI :
    • 1.8 M€ (CNRS/TGIR)
    • 1 M€ Autres
    • 1.6 M€ (EP + CEA)
    • 2.6 M€ salaires CNRS
ad