une nouvelle source d’ions légers au cea/saclay
DESCRIPTION
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 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
CEA DSM Irfu NYCKEES Sébastien – [email protected]
05 Octobre 20111
Une nouvelle source d’ions légers au CEA/Saclay
ALISES
Advanced Light Ions Source Extraction System
CEA DSM Irfu
Introduction
NYCKEES Sébastien – [email protected]
05 Octobre 20112
Isolant
Haute Tension ±100kV
Bobines magnétiquesCouronnes d’aimants permanents
HFAdap
GénérateurHF
Guide d’onde 2,45GHz
2.45GHz
Gauss 875Bpour
m
eBHFcyclo
HF
cyclo
eH
H
/
Régime pulsée ou CW
H2
Systèmed’extraction
ECR: Electron cyclotron resonance
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
Introduction
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05 Octobre 20113
SILHISolénoïdes
Tube accélérateur
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
5 électrodes d’extraction
Émittance : 0,16 π.mm.mradIntensité : 120 mAProportion H+ : 82 %
Proportion H2+ : 15 %
Proportion H3+ : 3 %
Énergie 95 keV
Fiabilité : 99,8% de fonctionnement pendant 162hReproductibilité : ± 0,2 mA pendant 162h
RF ≈400W à 1200W
CEA DSM Irfu
I : La Haute Tension
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05 Octobre 20114
Haute Tension
Haute Tension Électrode Intermédiaire
Masse
Potentiel négatif
Isolant
SILHI
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
I : La Haute Tension
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05 Octobre 20115
Haute Tension
Haute Tension Électrode Intermédiaire
Masse
Potentiel négatif
Isolant
ALISES
SolénoïdeTube accélérateur
Electrodes d’extraction
Chambre plasma
Le solénoïde est placé en aval de l’extraction
Pompage
Guide d’onde
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
I : La Haute Tension
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05 Octobre 20116
ALISES Solénoïde
Bâti
Solénoïde LBE1
HT
Le bâti source est désormais à la masse
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
II : La Ligne Basse Energie (LBE)
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05 Octobre 20117
SILHI
450 mm
150 mm
ALISES
Réduction de la LBE -300 mm
Taille du faisceau ÷2
Augmentation de l’intensitéou
Diminution de l’émitance
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
II : La Ligne Basse Energie (LBE)
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05 Octobre 20118
Est-il possible d’avoir longueur drift = 0 mm ?
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
II : La Ligne Basse Energie (LBE)
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05 Octobre 20119
Bénéfice de longueur drift = 0 mm ?
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
109 mA de H+
CEA DSM Irfu
III : La chambre plasma
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05 Octobre 201110
SILHI Chambre plasma :cylindriqueØ 90 mmL 100 mm
Aspect mécanique : Réduction du système magnétique
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
III : La chambre plasma
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05 Octobre 201111
ALISES
Piston + cylindre
Longueur variable de 10 mm à 120 mmDiamètre variable de 0 mm à 90 mm
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
III : La chambre plasma
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05 Octobre 201112
Solénoïde LBE
cage de Faraday
Dipôle électromagnétique
Monochromateur
Source ECR
P1
Mesure réflectométrie
P2
analyseur de gaz résiduel
cage de Faraday amovible
camera CCD
Mesure de réflectométrie RF sur le plasma → Densité électronique (en cours de tests)
Mesure de spectre lumineux visible (Balmer Hα et Hβ)→ Energie électrons
BETSI : Banc de Tests et d’Etudes de Sources d’Ions
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
50 kV
CEA DSM Irfu
IV : Simulations plasmas
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05 Octobre 201113
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
SOLMAXP
Code 3D –PICRésolu en temps
Particle pusher
Collisionmanagement
(Monte Carlo)
Weighting of currents and
charges in the grid
EM Fieldscomputation
(FDTD)
Weighting ofthe force t
Compréhension du plasma ECRAugmentation de la densité du faisceau
Diminution de l’émitance
CEA DSM Irfu
IV : Simulations plasmas
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05 Octobre 201114
Longueur minimum = 50 mm
Densité de protons (longueur)
Longueur (mm)
Den
sité
rel
ativ
e d
e p
roto
ns
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
IV : Simulations plasmas
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05 Octobre 201115
Densité de protons (rayon)
Rayon (mm)
Den
sité
rel
ativ
e d
e p
roto
ns
R
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
IV : Simulations plasmas
NYCKEES Sébastien – [email protected]
05 Octobre 201116
Densité de protons (rayon)
Rayon (mm)
Den
sité
rel
ativ
e d
e p
roto
ns
r
Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
IV : Simulations plasmas
NYCKEES Sébastien – [email protected]
05 Octobre 201117
Densité de protons (rayon)
Rayon (mm)
Den
sité
rel
ativ
e d
e p
roto
ns
Résonances en cours d’études…Introduction
La haute tension
La LBE
La chambre plasma
Simulations plasma
CEA DSM Irfu
Conclusion
NYCKEES Sébastien – [email protected]
05 Octobre 201118
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
CEA DSM Irfu NYCKEES Sébastien – Réunion LEDA « Juillet2011 »22/04/23 19
MAGNETRON CIRCULATEUR ADAPTATEUR PLASMA
CHARGE
CIRCULATEUR
AMPLI
COUPLEUR
ANALYSEUR DE RESEAU (VNA)
CHARGE
~ 400 W
1 WCIRCULATEURCHARGE
Étude du plasma ECR
CEA DSM Irfu NYCKEES Sébastien – Réunion LEDA « Juillet2011 »22/04/23 20
Gain d’émittance 4D
20
• Pas de gain d’émittance avant le 1er solénoïde LBE
• Réduction de la LBE = Réduction de l’émitance
• Champ B source = Pas d’effet