Depuis plus de 10 ans, le Service des Sources d'ions développe beaucoup de ses activités dans le cadre des programmes cadres Européens (Framework programmes FP5-FP6-FP7).

5ème programme cadre (2000-2003)

Charge Breeding

Les expériences de charge breeding ECR développées à l'ISN dans le cadre du projet PIAFE avaient été menées jusqu'alors sur une source historique (MINIMAFIOS), les performances en termes d'efficacités de multi ionisation étaient modestes du fait de limitations essentiellement technologiques. Ce contrat Européen a permis le financement nécessaire à la conception et à la réalisation de la nouvelle source d'ions PHOENIX Booster. Cette source dédiée au 'charge breeding ECR' entièrement conçue au LPSC a été vendue par la société PANTECHNIK au CLRC daresbury (United Kingdom) puis à TRIUMF Vancouver (Canada).

Innovative ECRIS

 Pour les sources d'ions stables, ce projet à permis la conception, la réalisation et les tests de la source PHOENIX 28 GHz qui fut la première source ECR au monde à fonctionner avec une fréquence aussi élevée. Cette source a de même été la seule acceptant cette fréquence, tout en utilisant les techniques classiques pour l'établissement des champs magnétiques (champ axial généré par des bobines chaudes et champ radial généré par un hexapole à aimants permanents en FeNdB), elle a demême été la première source au monde satisfaisant le cahier des charges pour la source d'ions lourds du LHC.

6ème programme cadre (2005-2009)

Structure nucléaire en Europe (EURONS)

Le SSI a participé au projet EURONS (financé par la communauté européenne) qui était une initiative d'infrastructure intégrée pour l'étude de la structure nucléaire pour laquelle des scientifiques de 45 instituts de 21 pays ont collaboré. Pour notre laboratoire, deux objectifs principaux ont été atteints: l'amélioration de la technique du booster de charge et le développement de la source d'ions ECR 28 GHz A-PHOENIX. Cette source est dite 'hybride' car son champ magnétique est généré à la fois par des bobines supraconductrices à haute température ainsi que par un hexapole à aimants permanents.

Activités 'Beta Beams' dans EURISOL

Le SSI a participé au projet EURISOL qui a permis les études de définition d'une future installation européenne de faisceaux d'ions radioactifs séparés en ligne. Nous sommes intervenus sur le projet Beta-Beams de ce programme ayant pour objectif de définir la faisabilité d'un accélérateur pouvant délivrer des faisceaux intenses de neutrinos pour la physique européenne. Ce projet est basé sur l'utilisation des accélérateurs PS et SPS du CERN. Pour ce projet, le SSI a développé une collaboration avec le Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses du CNRS (LNCMI) afin d'adapter les techniques d'aimants a fort champ aux sources d'ions ECR, dans l'optique de développer des prototypes de sources d'ions ECR à 60 GHz fonctionnant en mode pulsé.

oyoz1Carte de champ magnétique permettant la résonance ECR à 60 GHz

 

 

7ième programme cadre (2007-2013)

EUROnu: une installation pour la production de faisceaux intenses de neutrinos en Europe

 

Les neutrinos changent de nature lors de leur déplacement dans l'espace (oscillations), ceci veut dire qu'ils ont une masse non nulle, et donc que le Modèle Standard de la physique des particules est incomplet. L'objet ici n'est pas de rentrer dans les détails théoriques, cependant on retiendra que les neutrinos peuvent avoir joué un rôle primordial dans la disparition de l'anti-matière créée lors du Big-Bang. Une meilleure connaissance des oscillations des neutrinos devrait permettre de mieux comprendre ce phénomène et par là-même de mieux comprendre pourquoi 'autant' de matière existe aujourd'hui.

Pour cela il est envisagé de construire en Europe une installation de production de faisceaux de neutrinos de forte intensité afin d'étudier leurs oscillations. Le but d'Euro-nu est de fournir une étude comparative de trois concepts permettant potentiellement de produire ces faisceaux de neutrinos. Ces trois concepts sont les Super-Beams, les Beta Beams, et les usines à Neutrinos, pour plus de détails sur ces trois concepts on se reportera au site EUROnu.

Le Service des Sources d'ions participe au projet Beta Beams pour lequel la désintégration bêta de faisceaux d'ions radioactifs accélérés, dans les lignes droites d'un anneau de stockage, génére des faisceaux de neutrinos.

Des atomes radioactifs sont produits en continu par l'impact d'un faisceau intense de protons de haute énergie dans une cible, il est ensuite nécessaire d'ioniser ces atomes en vue de leur accélération. Pour assurer cette accélération, le concept des 'Beta Beams' utilise les accélérateurs PS et SPS du CERN qui sont des synchrotrons et donc des accélérateurs pulsés, ainsi le faisceau d'ions injecté dans la première machine doit être lui-même pulsé avec la même fréquence et le même cycle utile.

L'ionisation efficace de ces atomes, la pré-accélération des ions et le regroupement de ceux ci sous forme de 'bunches' pourraient être effectués par une source d'ions ECR compacte dans laquelle on atteindrait une forte densité de plasma. Le premier prototype de test a été développé par notre équipe, en collaboration avec le groupe 'Génération des champs magnétiques' du LNCMI du CNRS Alpes, et dans le cadre du projet EURISOL. Notre objectif est maintenant d'étudier l'efficacité de cette source pour différents faisceaux d'ions intéressants pour la production des neutrinos.