Neutrons For Science

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1 Neutrons For Science Chef de projet NFS : X. Ledoux Coordinateur technique du projet : J. C. Foy Intégrateur mécanique : F. Daudin Soutien au montage mécanique : V. Morel Responsable de l installation : B. Dupré Coordinateur technique AEL : Y. Georget Sommaire - La production de neutrons - Description de l installation

2 Neutrons For Science NFS une des deux aires expérimentales du LINAG (AEL) Utilisation des faisceaux du LINAG pour produire des neutrons entre 1 et 40 MeV Utilisation des faisceaux d ions du LINAG s pour l étude des réactions chargées Thèmes d études : - Expériences de physique fondamentale - Mesures de données de bases - Réacteurs nucléaires de nouvelle génération - Technologie de la fusion - Etude des systèmes hybrides (ADS) - Médecine nucléaire et biologie - Développement et caractérisation de nouveaux détecteurs - Irradiation de composants électroniques

3 Production d un faisceau de neutrons (1) collimateur Détecteurs Détecteur de neutrons Faisceau Faisceau de neutrons (protons ou deutons) Cible Convertisseur Épais (Be ou C) Béton Spectre de neutrons continu <E n > 14 MeV

4 Production d un faisceau de neutrons (2) collimateur Détecteurs Détecteur de neutrons Faisceau de neutrons Faisceau proton Cible Convertisseur Mince (Li ou Be) Béton Arrêt faisceau E n E p -2 MeV Spectre de neutrons Quasi-mono-énergétique

5 Taux de répétition du faisceau Objectif : différentiation de 2 neutrons de temps de vol t et t+t T 1 ms T LINAG = 11 ns T 6 ms Prendre 1 bouffée sur N (f = F 0 /N) - fast chopper - I = I max / N, avec I max =5mA L(m) E th (MeV) T(ms) N I max (ma)

6 SPIRAL-2 phase 1 NFS S3 Level -9,5 m

7 Description Beam at 0 Collimator beam quality Size (Lⅹl) (28m ⅹ 6m) - TOF measurements - free flight path I < 50 µa P < 2 kw Beam line extension Converter Magnet and beam dump Irradiation station (n, p, d)

8 La salle du convertisseur Chambre du dipôle Collimateur Proton beam dump Convertisseur Profileur Station d irradiation Dipôle Formation SPIRAL-2, 9-10 Avril 2015

9 Le convertisseur rotatif Cible épaisse pour la production des neutrons Pmax=2 kw - Diamètre = 170 mm - Epaisseur 8 mm - Vitesse de rotation 2000 tr/min Prototype delivered on October 2012 Formation SPIRAL-2, 9-10 Avril 2015

10 Le convertisseur mince En lithium ou en béryllium Production de neutrons quasi-mono-energétiques T fusion du lithium 180 C refroidissement par radiation inefficace Convertisseur fixe sur plaque de cuivre refroidi par liquide

11 Le collimateur Ensemble placé dans la trémie du mur séparant les salles 32 et 33 GANIL Composition : - cylindres en fer - béton lourd - polyéthylène boré - plomb

12 L arrêt faisceau neutron Goal : minimization of neutron and gamma back-scattering to the TOF area Basic design : hole of 4m long and 1x1m 2 section Optimization : MCNPX calculations Optimized Basic design design d+ Be and p+ 7 Li Source 238 U sample Lead concrete concrete CH 2 +B (15 cm) Source 4 m Interaction of the neutrons in the beam dump Design finished Call for tender in November

13 La salle de temps de vol Uniquement pour les faisceau de neutrons: Plusieurs expériences pourront se dérouler simultanément Tubes de faisceau sous vide primaire Second collimateur Arrêt faisceau Preliminary design Arrêt faisceau de neutrons

14 Mesures par activation 1- Irradiation d un échantillon dans la salle du convertisseur: - par neutrons (dans l air) - par ions (sous vide) 2- Transfert de l échantillon vers la salle de temps de vol pour mesure d activité Système de transfert pneumatique Mesure de section efficace par activation

15 La station d irradiation But : mettre automatiquement un échantillon sur la ligne de faisceau sous-vide Connecté au système de transfert pneumatique d échantillon Conception, construction : NPI, Rez, République Tchèque Carriage propulsion system Chamber of pneumatic pneumaic post Brake Fig. 1 Separation valve Beam chamber

16 La station d irradiation (Fev 2015) NPI Rez

17 Merci pour votre attention