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1 – Présentation de la machine : Carte d’identité Localisation Synoptique et design Vues réelles

Sommaire. 1 – Présentation de la machine : Carte d’identité Localisation Synoptique et design Vues réelles Installation des équipements 2 – Fonctionnement des sections spécifiques de REX : TRAP EBIS 3 – Les convertisseurs : Besoins Topologies En quelques chiffres 4 – Le future de REX.

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1 – Présentation de la machine : Carte d’identité Localisation Synoptique et design Vues réelles

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Presentation Transcript

  1. Sommaire 1 – Présentation de la machine : • Carte d’identité • Localisation • Synoptique et design • Vues réelles • Installation des équipements 2 – Fonctionnement des sections spécifiques de REX : • TRAP • EBIS 3 – Les convertisseurs : • Besoins • Topologies • En quelques chiffres 4 – Le future de REX

  2. 1 Carte d’identité Nom commun: REX-ISOLDE: Radioactive beam EXperiment à ISOLDE Collaboration entre plusieurs universités européenne de physique (Allemagne - France – Suède – Belgique – UK) et le CERN pour la mise à disposition des locaux Conception: Date de mise en service: Expériences pour les premiers faisceaux en 2001 But: • REX-ISOLDE permet de : • Regrouper les ions radioactifs issues des séparateurs d’ISOLDE (GPS ou HRS) • Modifier la charge des ions (1+ q  n+ q) • Accélérer les ions pour les expérimentations •  ~700 radio-isotopes issues de 60 éléments différents

  3. 1 Le Hall ISOLDE

  4. 1 Synoptique fonctionnel • Regroupement et augmentation de la charge des faisceaux d’ions radioactifs en combinant TRAP et EBIS afin d’obtenir des faisceaux plus lourds (n+ q) • Accélération des isotopes radioactifs à des énergies proches de la barrière de Coulomb • Investigations sur les noyaux avec phénomène à ‘halo’

  5. 1 Design de la machine

  6. 1 Triage - Regroupement etSéparation des ions EBIS Beam Transfert Séparateurs TRAP

  7. 1 Vue réelle des parties LINAC et cible

  8. 1 Installation des équipements :REX-TRAP

  9. 1 Installation des équipements :REX-TRAP

  10. 1 Installation des équipements :Beam Transport

  11. 1 Installation des équipements :REX-EBIS

  12. 1 Installation des équipements :REX-EBIS

  13. 1 Installation des équipements :REX-EBIS

  14. 1 Installation des équipements :REX-EBIS

  15. 1 Installation des équipements :Les séparateurs de masse

  16. 1 Installation des équipements :Le linac

  17. 2 Principe de triage et de regroupement des ions par REX-TRAP B=3Tesla 1,3m trap cylinders B beam in U Potential Trapping & Cooling phase (20ms) Ejection phase Buffer gaz 100k to 20Mhz

  18. 2 Modification de la charge des ions par REX-EBIS electron repeller Solenoid 3T Électrode barrage Canon a électron Collecteur Drift tubes Anode U(z) Buffer Gaz Z Ejection Injection

  19. 3 Besoins en convertiseurs 2 groupes de charge: • Éléments électrostatiques (électrodes, steerers, quadripôles, séparateur …) • Éléments magnétiques (triplets, streerers, bender, séparateur…) 2 modes de fonctionnement: • Régime continue pour la majorité des charges • Régime programmé pour certaines parties de TRAP et d’EBIS (système d’injection + éjection) 3 familles de convertisseur : • Utilisation en régime continu avec régulation en tension (2kV à 60kV) • Utilisation en régime programmé avec régulation en tension (200V-1µs à 60kV-1ms) • Utilisation en régime continu avec régulation en courant (2A à 350A)

  20. 3 Topologies des convertisseurs Convertisseur HEINZINGER 24VDC 0-6kV Ioutmax = 1mA Commutation en basse tension (Bipolaire, MOS ou IGBT) + transformateur élévateur + multiplieur de tension à diodes

  21. 3 Topologies des convertisseurs Amplificateur TREK pour électrode (230Vac -/+500V Bw = 4kHZ Ioutmax = 20mA) Commutation en basse tension (Bipolaire, MOS ou IGBT) + transformateur élévateur + transistor(s) MOS ou IGBT en série montés en étage Push-Pull

  22. 3 Topologies des convertisseurs Convertisseur TREK pour lentille focalisante sur EBIS (0-20kV Bw=10kHz Ioutmax = 20mA) Commutation en basse tension (Bipolaire, MOS ou IGBT) + transformateur élévateur + multiplieur à diodes + transistor(s) MOS ou IGBT en série montés en étage Push-Pull

  23. 3 Topologies des convertisseurs Convertisseur FUG pour plate forme EBIS (0-60kV Fmax=450Hz Ioutmax = 100mA for 1.1ms) Commutation en basse tension avec MOS + transformateur élévateur + multiplieur à diodes + transistors MOS montés série en étage Push-Pull

  24. 3 Topologies des convertisseurs Convertisseur DANFYSIK 858 pour quadrupole magnétique (400Vac Imax= 200A Vmax = 20V) Transformateur + redresseur + transistors bipolaires en //

  25. 3 Topologies des convertisseurs Convertisseur BRUKER pour Bender magnétique du linac (400Vac Imax= 350A Vmax = 65V) Autotransformateur motorisé + redresseur + transistors bipolaires en //

  26. 3 Les convertisseurs en quelques chiffres • 146 éléments au total sur la machine • Les spares : - 35% du parc en 2004 - 81% du parc en 2005 - 95% prévu pour 2006 • 34 types de convertisseurs différents : • 3 fabrications universitaire représentant 12 convertisseurs (développement + réalisation) • 11 fabricants industrielles représentant 100 convertisseurs (Danfysik, Heinzinger, Fug, Delta… ) • 2 fabrications CERN représentant 34 convertisseurs (ISOLDE) Réduction possible à 26 types de convertisseurs

  27. 4 Présent et futur de REX • AB-PO : • Amélioration de la fiabilité des convertisseurs • Mises en oeuvre de solutions en cas de défaillance matérielle • Procédures, notes d’exploitation… • Consolidations possible • AB-CO : • Automates Wago remplacés par automates Siemens pour le Linac (3 derniers slides) • Remplacement à terme des FEC • Projet HIE-ISOLDE : • Déplacement de la cible MINIBALL dans le nouveau hall • Premier passage de 3.3 MeV/u à 5.4 MeV/u (ajouts et modifications RF) • Second passage de 5.1MeV/u à 10MeV/u (ajouts et modifications RF) • Amélioration de l’efficacité de TRAP (cooling RF…) • Injection continue dans EBIS (10µs  100ms), couplage possible avec ECRIS • Installation d’un spectromètre à la fin du Linac

  28. 4 Présent et futur de REX

  29. 4 Présent et futur de REX

  30. 4 Présent et futur de REX

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