Une nouvelle source d’ions légers au CEA/Saclay

1. Une nouvelle source d’ions légers au CEA/Saclay ALISES Advanced Light Ions Source Extraction System NYCKEES Sébastien – sebastien.nyckees@cea.fr

2. 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

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. 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)

14. 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

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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 »

20. 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 » 20