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
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
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
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
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) 5 0.1 1 100 50 20 0.1 4 400 12 30 0.1 6 600 8
SPIRAL-2 phase 1 NFS S3 Level -9,5 m
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)
La salle du convertisseur Chambre du dipôle Collimateur Proton beam dump Convertisseur Profileur Station d irradiation Dipôle Formation SPIRAL-2, 9-10 Avril 2015
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
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
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
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
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
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
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
La station d irradiation (Fev 2015) NPI Rez
Merci pour votre attention