Une nouvelle source d ions l gers au cea saclay
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Une nouvelle source d’ions légers au CEA/Saclay. ALISES A dvanced L ight I ons S ource E xtraction S ystem. Introduction. Générateur HF. HF Adap. Bobines magnétiques Couronnes d’aimants permanents. 2.45GHz. Isolant. Régime pulsée ou CW. Introduction La haute tension La LBE

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Presentation Transcript
Une nouvelle source d ions l gers au cea saclay

Une nouvelle source d’ions légers au CEA/Saclay

ALISES

Advanced Light Ions Source Extraction System

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Introduction
Introduction

Générateur

HF

HF

Adap

Bobines magnétiques

Couronnes d’aimants permanents

2.45GHz

Isolant

Régime pulsée ou CW

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Système

d’extraction

H2

Guide d’onde 2,45GHz

Haute Tension ±100kV

ECR: Electron cyclotron resonance

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Introduction1
Introduction

5 électrodes d’extraction

SILHI

Solénoïdes

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Tube accélérateur

RF

≈400W à 1200W

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


I la haute tension
I : La Haute Tension

SILHI

Haute Tension

Haute Tension Électrode Intermédiaire

Masse

Potentiel négatif

Isolant

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


I la haute tension1
I : La Haute Tension

Pompage

ALISES

Haute Tension

Haute Tension Électrode Intermédiaire

Masse

Potentiel négatif

Isolant

Chambre plasma

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Electrodes d’extraction

Guide d’onde

Solénoïde

Tube accélérateur

Le solénoïde est placé en aval de l’extraction

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


I la haute tension2
I : La Haute Tension

ALISES

Solénoïde

Solénoïde LBE1

HT

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Bâti

Le bâti source est désormais à la masse

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Ii la ligne basse energie lbe
II : La Ligne Basse Energie (LBE)

SILHI

450 mm

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Réduction de la LBE -300 mm

Taille du faisceau ÷2

ALISES

150 mm

Augmentation de l’intensité

ou

Diminution de l’émitance

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Ii la ligne basse energie lbe1
II : La Ligne Basse Energie (LBE)

Est-il possible d’avoir longueur drift = 0 mm ?

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Ii la ligne basse energie lbe2
II : La Ligne Basse Energie (LBE)

Bénéfice de longueur drift = 0 mm ?

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

109 mA de H+

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Iii la chambre plasma
III : La chambre plasma

SILHI

Chambre plasma :

cylindrique

Ø 90 mm

L 100 mm

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Aspect mécanique :

Réduction du système magnétique

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Iii la chambre plasma1
III : La chambre plasma

ALISES

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Piston + cylindre

Longueur variable de 10 mm à 120 mm

Diamètre variable de 0 mm à 90 mm

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Iii la chambre plasma2

analyseur de gaz résiduel

Source ECR

Solénoïde LBE

Dipôle électromagnétique

P2

P1

Monochromateur

camera CCD

Mesure réflectométrie

cage de Faraday amovible

cage de Faraday

III : La chambre plasma

BETSI : Banc de Tests et d’Etudes de Sources d’Ions

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

50 kV

Mesure de réflectométrie RF sur le plasma

→ Densité électronique (en cours de tests)

Mesure de spectre lumineux visible (Balmer Hα et Hβ)

→ Energie électrons

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Iv simulations plasmas
IV : Simulations plasmas

SOLMAXP

Code 3D –PIC

Résolu en temps

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Compréhension du plasma ECR

Augmentation de la densité du faisceau

Diminution de l’émitance

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr

Particle pusher

Collision

management

(Monte Carlo)

Weighting of

the force

t

Weighting of

currents and

charges

in the grid

EM Fields

computation

(FDTD)


Iv simulations plasmas1
IV : Simulations plasmas

Densité de protons (longueur)

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Longueur minimum = 50 mm

Densité relative de protons

Longueur (mm)

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Iv simulations plasmas2
IV : Simulations plasmas

Densité de protons (rayon)

R

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Densité relative de protons

Rayon (mm)

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Iv simulations plasmas3
IV : Simulations plasmas

Densité de protons (rayon)

r

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Densité relative de protons

Rayon (mm)

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Iv simulations plasmas4
IV : Simulations plasmas

Densité de protons (rayon)

Introduction

La haute tension

La LBE

La chambre plasma

Simulations plasma

Résonances en cours d’études…

Densité relative de protons

Rayon (mm)

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Conclusion
Conclusion

Disparition de la plateforme haute tension à 50kV

Réduction du drift entre la source et le solénoïde LBE de 300 mm.

Permet de débuter une étude expérimentale et théorique (SOLMAXP) du plasma

NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr


Une nouvelle source d ions l gers au cea saclay

Étude du plasma ECR

CHARGE

~ 400 W

MAGNETRON

CIRCULATEUR

CIRCULATEUR

ADAPTATEUR

COUPLEUR

PLASMA

CHARGE

1 W

CHARGE

CIRCULATEUR

AMPLI

ANALYSEUR DE RESEAU (VNA)

NYCKEES Sébastien – Réunion LEDA « Juillet2011 »


Une nouvelle source d ions l gers au cea saclay

Gain d’émittance 4D

  • Pas de gain d’émittance avant le 1er solénoïde LBE

  • Réduction de la LBE = Réduction de l’émitance

  • Champ B source = Pas d’effet

NYCKEES Sébastien – Réunion LEDA « Juillet2011 »

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