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DAM / Île de France : les accélérateurs électrostatiques
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Les accélérateurs électrostatiques
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Le Service de physique nucléaire de la Direction des
applications militaires (DAM) du CEA (Bruyères-leChâtel, France)
dispose de deux accélérateurs électrostatiques de type Van
de Graaff (VdG) pour mener des études de physique nucléaire.
Ils sont utilisés pour des mesures de sections efficaces,
des calibrations de détecteurs de neutrons ou de rayonnements
gamma, des analyses chimiques de matière avec des micro faisceaux
d'ions et également pour l'analyse des dommages induits par
des irradiations d'ions. L'accès à ces équipements est ouvert
aux ingénieurs et physiciens du CEA et de la communauté scientifique
via des collaborations. Ces deux accélérateurs,
le Van de Graaff 4 MV et le Van de Graaff
tandem 7 MV fournissent un ensemble de faisceaux d'ions complémentaires
en termes d'énergies et d'intensités. Deux réunions « planning accélérateur »
par an permettent de répartir les différentes semaines aux physiciens expérimentateurs
et de réserver celles dédiées à la maintenance des instruments.
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Le tandem 7 MeV |
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La boule de neutrons, appelée CARMEN, a été conçue pour
l'étude des réactions (n, xn). Elle est actuellement
installée et employée sur une ligne pour réaliser des
mesures de temps de vol de neutrons. Grâce à
une casemate de béton construite autour de la
source de neutrons, on peut générer un
faisceau collimaté. Le flux du faisceau de neutrons
est de l'ordre de 5.107 n/s/sr. L'accélérateur
fonctionne sur une base de 10 heures/jour, pendant environ
50 heures par semaine ; une nuit par semaine est possible.
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Le détecteur CARMEN
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L'accélérateur 4 MeV |
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Le Van de Graaff 4 MV est un accélérateur électrostatique HVEE
qui produit des ions 1H+, 2H+,
3He+ et 4He+
dans une gamme d'énergie variant de 420 keV à 4 MeV.
Des faisceaux d'ions pulsés ou continus sont disponibles.
En mode pulsé, le taux de répétition est fixe à 2,5
MHz (400 ns) et d'une durée d'environ 10 ns. 5 lignes
de faisceaux sont disposées dans deux salles d'expériences.
La ligne Mobley est dédiée à la production de neutrons
dont la durée d'impulsion peut atteindre 1 à 2 ns, par
compression temporelle du faisceau d'ions.
Deux détecteurs, NE213 et BF3 permettent
de mesurer le flux de neutrons produit au niveau de la cible. Les
neutrons mono-cinétiques sont produits par réaction
nucléaire des ions accélérés, 1H+,
2H+ sur une cible de lithium,
de deutérium ou de tritium (sur des supports en or). L'énergie
des neutrons est déterminée par le type de réactions
et par l'angle d'observation choisi. Le taux d'émission
de neutrons est d'environ 107 n/s/sr. L'installation
fonctionne sur une base de 10 heures/jour, sur environ
50 heures/semaine, avec une nuit possible par semaine.
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L'accélérateur 4 MeV
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Réactions de production de neutrons
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