SPIRAL2: les premiers neutrons ont volé dans la salle NFS
Publié par Adrien le 20/12/2019 à 08:00
Source: CNRS IN2P3
Le coeur de SPIRAL2 bat enfin ! Depuis l'autorisation de mise en service donnée le 8 juillet dernier l'accélérateur a été méthodiquement testé organe après organe. Le long processus s'est achevé début décembre avec l'envoi d'un premier faisceau de protons vers la salle d'expérience NFS. Patrick Dolegieviez, chef de projet (Un chef de projet, en informatique est la personne chargée de contrôler le bon déroulement du développement d'un logiciel informatique. Par extension, le terme chef de projet s'applique dans d'autres...) SPIRAL2 accélérateur nous en dit plus.

Ils n'en croyaient pas leurs yeux les scientifiques de la salle d'expérience NFS quand un premier faisceau de protons accélérés à l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) de 33MeV a jailli du LINAC de SPIRAL2, situé à Caen dans le Calvados, et affolé leurs instruments. Certes ils n'ont enregistré qu'un simple spectre de test à partir d'un faisceau de quelques watts, mais pour eux qui attendaient ce moment depuis des années, c'est la preuve tant attendue qu'enfin la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large....) va bientôt pouvoir commencer.


Vue du Linac (LINear ACcelerator) de Spiral 2 avec ses cryomodules supraconducteurs renfermant des cavités accélératrices.
© Philippe Stroppa/CEA/CNRS Référence n°: 20160093_0020

C'était le 5 décembre dernier, et pendant que les équipes de NFS se réjouissaient, techniciens et ingénieurs de SPIRAL2 n'étaient pas en reste. Pour eux, cette bouffée de protons envoyée dans la salle d'expérience marquait la fin de 6 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) de travail sans relâche à faire battre le coeur de SPIRAL2. Car dès le feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.) vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande...) donné ils étaient sur le pont (Un pont est une construction qui permet de franchir une dépression ou un obstacle (cours d'eau, voie de communication, vallée, etc.) en passant par-dessus cette séparation. Le franchissement...). Récit. Nous sommes au lendemain du 8 juillet, le LINAC déjà porté à sa température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est...) de fonctionnement de 4K depuis plusieurs semaines par anticipation (Au sens général du terme, une anticipation correspond à une phase où sont développées des idées qui n’apparaîtront effectives — sous la forme...). Plus rien ne s'oppose au réveil progressif de la machine. Mais il faut progresser consciencieusement et par étapes. La première consiste à faire monter en puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) une première cavité. "Il nous fallait dans un premier temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) roder les procédures de sécurité et de test" indique Patrick Dolegieviez. "Cette première phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) initiale s'est achevée avec la montée à 8 méga volts par mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance parcourue par la lumière dans le vide...) de la cavité, bien au-dessus des 6,5 MV/m requis pour le fonctionnement."

Des tests avec d'infinies précautions

Dans la foulée, le test des 26 autres cavités démarre. Mais toujours avec d'infinis précautions car certaines cavités attendent leur mise en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) pour certaines depuis 6 ans. "On ne savait pas du tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) si nous n'allions par avoir des surprises" se souvient Patrick Dolegieviez, "mais heureusement tout s'est bien passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur...)." Le 24 septembre tout est bouclé sans accros et l'accélérateur prêt à recevoir ses premiers protons. Là encore, les équipes ont bien anticipé les événements et à la faveur d'une autorisation partielle ils avaient testé et réglé les premiers faisceaux dans l'injecteur (Un injecteur est un élément de moteur permettant l'apport du carburant dans la chambre de combustion.) un an plus tôt. Les protons sont donc disponibles à foison, par contre il faut consacrer du temps à la préparation de la salle et à la mise en route d'une vingtaine de systèmes de sécurité qui la protège. "Injecter des protons dans l'accélérateur revient à se mettre en situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il...) de fonctionnement réelle du LINAC avec tous les systèmes au vert" explique le chef de projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...). La première bouffée de protons entre symboliquement dans le LINAC un mois plus tard, le 28 octobre, signant ainsi l'état opérationnel de l'installation. Le mois suivant est dès lors consacré à la montée en puissance du faisceau. Les 33 MeV sont atteints le 27 novembre. Et finalement une semaine plus tard, cerise (La cerise est le fruit comestible du cerisier. C’est, après la fraise, le plus populaire des petits fruits rouges. Il s'agit d'un petit fruit charnu à noyau, de forme...) sur le gâteau, le système de déviation du faisceau fait merveille en faisant voler quelques neutrons dans la salle d'expérience NFS.


Salle source de deutons / protons de Spiral2 (Système de production d'ions radioactifs en ligne de 2e génération).
© Philippe Stroppa/CEA/CNRS Référence n°: 20160093_0080

Objectif 10% de puissance en 2020

Ce sera tout pour 2019, depuis le 13 décembre, l'installation est entrée dans sa phase de maintenance annuelle. Elle est à présent réchauffée et mise au repos pour la trêve hivernale. Une trêve qui ne sera pas de trop pour tirer les leçons de ces premiers mois de mise en service et régler les soucis détectés. Le LINAC reprendra ensuite du service en avril et profitera du printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le début de l'année) est l'une des quatre saisons des zones tempérées,...) pour monter progressivement en puissance. "Le faisceau actuel ne fait que quelques watts, il devra atteindre 200 kW à terme" précise Patrick Dolegieviez. "Cette puissance ne sera atteinte qu'à la condition de se livrer à un réglage extrêmement fin de la machine et d'en ramener les pertes à maximum 1 watt (Le watt (symbole W) est une unité dérivée du système international pour la puissance. Un watt est la puissance d'un système énergétique dans lequel une...) par mètre. Une valeur vraiment infime au regard d'un faisceau de 200kW de puissance." Si tout se passe bien, les équipe de NFS passeront enfin à l'action. Ce sera à partir de septembre 2020 avec 10% de la puissance maximale. Le LINAC sera encore en rodage, mais il sera déjà suffisamment puissant pour que les expériences de neutrons puissent démarrer. Le temps sera alors partagé entre la science à NFS et la montée en puissance du LINAC.
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