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De nouveaux aimants pour le Booster du Synchrotron à protons

De nouveaux aimants à septum dirigeront le faisceau vers les quatre anneaux du Booster du PS après le deuxième long arrêt

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De nouveaux aimants pour le Booster du Synchrotron à protons

Nouveaux aimants à septum verticaux du système d'injection du booster, placés dans leur enceinte à vide. Ils distribueront le faisceau du Linac4 aux quatre anneaux du Booster du Synchrotron à protons. (Image : Julien Ordan/CERN)

Ne vous laissez pas distraire, sous peine de manquer une étape importante du développement du LHC à haute luminosité : la mise au point des nouveaux aimants déflecteurs, qui permettront de transférer le faisceau du premier au deuxième élément du complexe d’accélérateurs du CERN, soit de l'accélérateur linéaire 4 (Linac4) au Booster du Synchrotron à protons (PSB).

Les aimants à septum verticaux du système d'injection du booster (BISMV10), développés dans le cadre du projet d'amélioration des injecteurs du LHC (LIU), ont réussi leurs tests finaux le 8 novembre dernier. Placés dans leur enceinte à vide, ils seront installés sur la ligne de transfert entre le Linac4 et les quatre anneaux superposés du Booster du PS pendant le deuxième long arrêt, qui aura lieu en 2019-2020.

Dans la nouvelle configuration, le faisceau en provenance du Linac4 sera distribué sur quatre trajectoires à l'aide d'aimants de déflexion rapide installés sur la ligne de transfert. Chaque tranche sera ensuite déviée verticalement par les nouveaux aimants à septum et dirigée vers le premier, le deuxième et le quatrième anneau du Booster du PS. Le troisième anneau étant situé au même niveau que le faisceau incident, aucune déviation ne sera nécessaire pour cet anneau.

Les aimants à septum sont conçus de manière à contenir le champ magnétique dans l'ouverture de l'aimant par laquelle le faisceau passe. Le champ magnétique de fuite, à l'extérieur du septum, est réduit au strict minimum. Ainsi, les aimants à septum peuvent être placés aussi proches que possible du faisceau circulant dans le Booster du PS sans provoquer d'oscillations indésirables. De plus, cette disposition permet au faisceau destiné au troisième anneau de circuler entre les deux aimants sans que sa trajectoire soit affectée. 

Aimants 2 et 4 dans l'enceinte à vide ; l'espace entre ces aimants permettra au faisceau de passer dans le troisième anneau du Booster du PS. (Image : Julien Ordan/CERN)

Les aimants de l'ancienne génération actuellement utilisés sont composés de ferrite et ne sont adaptés qu'à un faisceau de 50 MeV provenant du Linac2. Les nouveaux aimants, quant à eux, pourront dévier un faisceau d'ions d'hydrogène négatifs d'une énergie de 160 MeV, qui sera produit par le Linac4. Les nouveaux aimants sont faits de 1 500 tôles d'acier chacun empilées les unes sur les autres, chacune épaisse de 350 microns. 

Michael Hourican (à gauche), ingénieur du projet qui a conçu le système, et Miro Atanasov (à droite), ingénieur-technicien, à côté de l'enceinte à vide terminée des BISMV10. (Image : Julien Ordan/CERN)

Par ailleurs, les équipes réalisent actuellement des tests finaux du système amélioré de distribution de faisceau injecté (BIDIS), un autre élément de la ligne de transfert, qui a pour tâche de découper le faisceau du Linac4 en six tranches. L’assemblage des nouveaux aimants à septum, reposant sur le principe des courants de Foucault, en vue de l'injection du faisceau dans le Synchrotron à protons, commencera début 2018.