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Le bureau d’études

Le bureau d’étude

Le bureau d’études conçoit et met en plan les différents projets qui lui sont soumis. Les moyens de conception utilisés sont CATIA et SOLIDWORKS, ce qui permet une communication aisée avec les autres laboratoires de l’Institut de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (IN2P3) et avec des entreprises extérieures.
Les études menées mettent en oeuvre la cryogénie, le magnétisme, les hautes tensions, l’ultravide.

Dans les quelques lignes qui suivent, nous allons detailler quelques realisations etudiees par le bureau d’etudes.

  1. La source d’ions selective
  2. Le barillet (ARAMIS)
  3. Megapie
  4. Goniometre chauffant


La source d’ions selective

Ce projet de source s’inscrit dans un projet plus vaste de production de faisceaux d’ions radioactifs a partir de la reaction 238U(γ ,f). Le principe du systeme etudie est de selectionner les differents elements en utilisant les ecarts existants entre les pressions de vapeur. Cela consiste a disposer dans un creuset une cible a partir de laquelle seront crees les nucleides recherches. La cible est chauffee de facon a evaporer les elements la composant. Ceux-ci viennent se condenser sur une feuille de tungstene appelee transporteur. Puis, en jouant sur la vitesse de deplacement et la temperature de ce transporteur, on depose l’element selectionne dans la chambre d’ionisation a partir de laquelle est cree le faisceau desire.


Le barillet (ARAMIS)

Ce dispositif, qui est utilise dans la collaboration avec Alcatel, a pour objectif de permettre la realisation d’implantations sur de tres grandes surfaces (120 mm x 120 mm). Le but de ce systeme etant de realiser plusieurs implantations successives sans remise a l’air des echantillons pour permettre de limiter la pollution de ceux-ci au maximum. Cet ensemble a donc ete realise par un barillet disposant de 8 emplacements, que l’on vient positionner successivement dans l’axe du faisceau. L’etancheite au vide, permettant la rotation des echantillons, est obtenue par un passage ferro-fluidique. Le reperage de l’echantillon implante est reporte a l’exterieur de l’enceinte. L’ensemble de ce systeme est deconnectable tres rapidement, (il est mobile sur un systeme de rail de guidage) et recule ¡ì en voie de garage ¡í. Il permet ainsi d’utiliser d’autres systemes d’implantation sur cette meme ligne de faisceau d’Aramis.


Mégapie

Cette collaboration internationale, qui est dirigé par le laboratoire Paul Scherrer Institut en Suisse, consiste à développer une cible de spallation avec un métal liquide de haute densité. Le choix s’est porté, pour la réalisation de cette cible, sur l’eutectique plomb-bismuth. La transmutation des déchets nucléaire mondiaux, réalisée par cette technologie, permettra de réduire d’un facteur 100 la radio toxicité des éléments radioactif. L’objectif de cette cible, est donc de valider le processus mis en jeu. Le bureau d’études du CSNSM a donc été impliqué dans la conception de la tête de la cible, qui devait inclure toutes les sorties des connectiques pour permettre de sortir les signaux venant de la cible, ainsi que le blindage devant protéger l’environnement de celle-ci.


Goniomètre chauffant

Le goniomètre chauffant, dernier dispositif étudié à ce jour au laboratoire, permet d’analyser des échantillons sur l’accélérateur Irma du laboratoire. Dans le cahier des charges fourni, ce goniomètre devait accommoder la combinaison de trois mouvements différents.

  • 1 rotation par rapport à un axe vertical de ± 15°
  • 1 rotation par rapport à un axe horizontal de ± 5°
  • 1 déplacement horizontal de ± 10 mm

Afin de s’affranchir des systèmes classiques de doubles berceaux, inadaptés aux contraintes externes que nous avons, les trois mouvements sont obtenus par une vis micrométrique pour la translation et par des vis millimétriques pour les rotations. Pour celles ci, nous avons une précision de 1.5 minutes d’angle. La déformation engendrée par la combinaison des trois mouvements est absorbée par un soufflet à ondes soudées.

La partie support-échantillons du goniomètre chauffe à 1000 °C et est écrantée par des feuilles en tantale.

Dans la partie sous vide du dispositif, un détecteur et des fentes, qui permettent de canaliser le faisceau, sont montés sur double-système de translation. La première partie du système, qui est dédiée à la mise en et hors faisceau, est un mouvement rapide qui est réalisé par un couple pignon – crémaillère. La seconde partie, qui permet un réglage fin de la butée finale, est réalisée par l’intermédiaire d’une roue et vis sans fin. Cela permet ainsi, de positionner au mieux l’ensemble fentes – détecteur dans le faisceau.

Devant cet ensemble, se trouve un repousseur, qui peut être masqué par un écran rotatif.