SPIRAL II Project (electron option) - Preliminary Design Study

This document presents a Preliminary Design Study (PDS) of the electron option of the SPIRAL II project

UCx_x target design for the SPIRAL 2 project and the ALTO project

ACC NESTERInternational audienceTwo ways of production of radioactive beams using uranium carbide targets are taken into consideration: fission induced by fast neutrons and by bremsstrahlung radiation. For the SPIRAL 2 project, the fission of 238U in uranium carbide target will be induced by a neutron flow created by bombarding a carbon converter with a 40 MeV high intensity deuteron beam. Calculations and design of the target in order to reach 1013 fissions/s with good release time have been done. The second way is the photofission using an electron beam. In 2005 the ALTO project (Accélérateur Linéaire Auprès du Tandem d'Orsay) will give a 50 MeV/10$\mu$A electron beam. This facility will allow more than 1011 fissions/s. In this case, the electron beam hits the target without converter. Calculations realised in order to estimate the production are used to choose the best target shape. For the two cases some R & D on targets to improve release is described

Ion sources at GANIL

International audienceThe GANIL produces since many years heavy ion beams with Electron Cyclotron Resonance ion sources. Different facilities have been constructed during the last years in order to allow experiments in a large range of energy (from some tens of kV to 100 MeV/nucleon). The list of available ions has been greatly extended with the construction of the SPIRAL1 facility that produces and accelerates radioactives ions . An overview of the different developments made at GANIL for stable and radioactive ion beam production including the sources for the SPIRAL2 project is given in this paper

MONO 1001

La source d’ions monochargés MONO 1001 en développement au GANIL, est de type ECR etfonctionne à 2.45ghz.La source MONO1001 a été testée avec les éléments suivants: Hélium, Argon, Néon, krypton,xénon, hydrogène, fer (méthode MIVOC), calcium, erbium, plomb et fullerene (à partir d’une sourced’évaporation), soufre (à partir de SO2 ou SF6)

Production de faisceaux d'ions radioactifs par la méthode ISOL pour SPIRAL

This work is directly related to the SPIRAL project (Système de Production d'Ions Radioactifs Accélérés en Lignes) of which the start up will begin in September 2001 at GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) in Caen. This thesis primarily concernes the development of radioactive ion production systems (target/ion source) by the thorough study of each production stage of the ISOL (Isotopic Separation On Line) method: target and/or projectile fragmentation production, diffusion out of target material, effusion into the ion source and finally the ionization of the radioactive atoms. A bibliographical research and thermal simulations allowed us to optimize materials and the shape of the production and diffusion targets. A first target was optimized and made reliable for the radioactive noble gase production (argon, neon...). A second target dedicated to the radioactive helium production was entirely designed and realised (from the specifications to the "off line" and "on line" tests). Finally, a third target source system was defined for singly-charged radioactive alkaline production. The intensities of secondary beams planned for SPIRAL are presented here. A detailed study of the diffusion effusion efficiency for these various targets showed that the use of a fine microstructure carbon (grain size of 1µm) improved the diffusion and showed the importance of thickness of the lamella for the short lived isotope effusion.Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du projet SPIRAL (Système de Production d'Ions Radioactifs Accélérés en Ligne) dont la mise en service débutera en septembre 2001 au GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) de Caen. Cette thèse a essentiellement porté sur le développement de systèmes de production d'ions radioactifs (ensemble cible source) par l'étude approfondie de chaque étape de la production par la méthode ISOL (Isotopic Separation On Line) : la production par fragmentation de la cible et/ou du projectile, la diffusion hors du matériau cible, l'effusion jusqu'à la source d'ionisation et enfin l'ionisation des atomes radioactifs. Une étude bibliographique et des simulations thermiques ont permis d'optimiser au mieux les matériaux et la forme des cibles de production et de diffusion. Une première cible a été optimisée et fiabilisée pour la production de gaz rares radioactifs (Argon, Néon,...). Une deuxième cible dédiée à la production d'Héliums radioactifs a entièrement été conçue (du cahier des charges jusqu'aux tests “hors ligne” et “en ligne”). Enfin, un troisième ensemble cible source a été défini pour la production d'alcalins radioactifs monochargés. Les intensités de faisceaux secondaires prévues pour SPIRAL y sont présentées. Une étude détaillée sur les efficacités de diffusion effusion pour ces différentes cibles a montré que l'utilisation d'un carbone dont la microstructure est fine (grain de 1µm) améliore la diffusion ainsi que l'importance de l'épaisseur des lamelles dans l'effusion des isotopes de courts temps de vie

Production de faisceaux d'ions radioactifs par la méthode ISOL pour SPIRAL

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