Conception, modélisation et mesures magnétiques

Le groupe dispose de moyens de calcul magnétique 2D/3D et de moyens de mesure magnétiques. Nous possédons une expertise en calculs analytiques de champs magnétiques.

 

OPERA 2D/3D

Pour la modélisation d'éléments magnétiques nous disposons du logiciel OPERA avec le module magnétostatique. Ce logiciel est une référence dans le domaine, couramment utilisé par les laboratoires français d'accélérateurs (LAL, IPN Orsay, GANIL) et au CERN. OPERA a également été utilisé pour la conception de tous les éléments magnétiques d'accélérateurs médicaux tels que CNAO (Italie) et MedAustron (Autriche).

OPERA comporte également des modules de calcul quasi-statique et dynamique pour l'électrostatique et le magnétostatique. Les modèles que nous concevons peuvent être portés sur ces autres modules.

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Déviateurs des solénoïdes de la Ligne Basse Énergie de  MYRRHA.

 

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Cœur en acier du solénoïde de l'expérience PEPPo

 

Mesures magnétiques

Le groupe dispose d'instruments de mesure récents LakeShore avec trois sondes de Hall : une sonde axiale (300 à 3×105 G), une sonde transverse (300 à 3×105 G) et une sonde 3 axes (30 à 3×104 G).

Ces sondes alliées à un gaussmètre de haute qualité permettent d'atteindre la précision de 3,33×10-6 avec filtre, ou 3,33×10-5 sans filtre quel que soit le calibre (30 µT à 30 T).

 

 

Projets en cours et futurs

  • Ensemble solénoïde et déviateurs intégrés pour la ligne basse énergie de MYRRHA 

Le solénoïde a été conçu de façon à satisfaire les niveaux de champ exigés par les simulations dynamiques du faisceau de particules, et l'encombrement réduit demandé. Les correcteurs de trajectoire (déviateurs) vertical et horizontal ont été intégrés au solénoïde de façon à rassembler tous ces éléments dans un seul et même volume. Les cartes de champs produites avec OPERA 3D intégrées à l'outil de simulation du transport de particules (Tracewin) ont donné entière satisfaction. Les deux ensembles sont en cours de fabrication et doivent être livrés avant la fin de 2014.

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  •  Modélisation de la mesure de flux du solénoïde d'analyse de l'expérience PEPPo.

L'expérience PEPPo, visant à déterminer le taux de polarisation d'un faisceau de positrons, utilise un solénoïde blindé avec un acier bas carbone (1010) qui a des caractéristiques magnétiques proches du fer doux.

La polarisation dépend directement du champ magnétique dans l'acier au centre de ce solénoïde, les particules incidentes étant collimatées de façon à générer des photons détectés par un scintillateur placé à l'arrière de ce cylindre. Pour modéliser correctement l'expérience, il est donc nécessaire de connaître le champ magnétique dans le cœur en acier très précisément. Cela implique de s'assurer que les bobines de mesure fournissent un signal reproductible dans un modèle par une simulation en mode « transitoire ».

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  •  Futur source multi-chargés supra : supervision des aspects magnétismes.

Les besoins pour les futures expériences de physique nucléaire nécessiteront des faisceaux intenses, avec de nombreux états de charges disponibles. Pour satisfaire ces besoins, il est nécessaire d'augmenter les champs magnétiques de la source d'ions à des valeurs utilisant les technologies supraconductrices. Grâce à notre expertise, nous assurerons le suivi de l’activité de magnétisme pour le projet français d'une telle source d'ions.

 

  • Des réflexions sont menées pour la réalisation d'un banc de travaux pratiques de Master utilisant un aimant à faces spirales.

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Dipôle à faces spirales prévu pour la réalisation d'un banc de travaux pratiques de Master.

 

  • Un banc de mesures magnétiques 3D est à l'étude de façon à combler un besoin local croissant. Il utilisera les sondes de Hall LakeShore.